Novel Low-Temperature Deposition of the $SiO_2$ Thin Film using the LPCVD Method and Evaluation of Its Reliability in the DRAM Capacitors

LPCVD 방법에 의한 저온 $SiO_2$ 박막의 증착방법과 DRAM 커패시터에서의 그 신뢰성 연구

The low-temperature processing is very important for fabrication of the very large scale ($60{\sim}70nm$) semiconductor devices since the submicron transistors are sensitive to the thermal budget. Hence, in this work, we propose a noble low-temperature LPCVD (Low-Pressure Chemical Vapor Deposition) process for the $SiO_2$ film and evaluate the electrical reliability of the LTO (Low-Temperature Oxide) by making the capacitors with ONO (Oxide/Nitride/Oxide) structure. The leak current of the LTO was similar to that of the high-temperature wet oxide until the electric field was lower than 5 MV/cm. However, when the electric field was higher, the LTO showed much better characteristics.

[ $60{\sim}70nm$ ] 급의 design rule을 가진 고집적 반도체 소자를 제작하려면, 트랜지스터 형성 이후의 공정에서 thermal budget을 줄이기 위하여 공정의 온도를 낮추는 것이 중요하다. 본 연구에서는 고온의 습식 산화막을 대체할 수 있는 저온의 LPCVD (Low-Pressure Chemical Vapor Deposition) $SiO_2$(LTO : Low-Temperature Oxide) 박막 증착공정을 제시하였으며, ONO (Oxide/Nitride/Oxide) 구조의 커패시터를 형성하여 증착된 LTO 박막의 전기적인 신뢰성을 평가하였다. LTO 박막은 5 MV/cm 이하의 전기장 영역에서는 고온의 습식 산화막과 크게 차이가 없는 누설전류 특성을 보였으나, 더 높은 전기장의 영역에서는 훨씬 더 우수함을 보여주었다.