The rapid thermal annealing effects of Sol-Gel derived ferroelectric PZT thin films were investigated. It was found that rapid thermal annealing(RTA) of spin coated thin films on silicon typically >$800^{\circ}C$ for about 1 min. was changed to the perovskite phase. Rapid thermally annealed films recorded maximum remanent polarization of about 5 .mu.C/cm$^{2}$, coercive field of around 30kV/cm. The switching time for polarization reversal was about 220ns. The films of RTA process showed smooth surface, and high breakdown voltages of over 1 MV/cm and resistivity of $1{\times}{10^12}$ .ohm.cm at 1 MV/cm. It was verified that the polarization reversal of the PZT film was varied partially with applying the multiple short pulse.
용액의 열처리 온도까지의 온도 상승시간과 열처리 후 냉각시간이 무시될 수 있을 정도로 단시간이어서 고온에서의 측정이 가능한 연속 살균장치를 이용하여 열처리온도 $110^{\circ}C$와 $140^{\circ}C$범위 내에서 horseradish peroxidase의 열에 의한 불활성화 속도와 열역학적 자료를 측정 수집하였다. 그 결과 peroxidase의 열에 의한 불활성화 enthalpy, 146.4kJ/mol, free enegy of activation 113 kJ/mol, entropy of activation 82.9 J/mol.k를 얻었다. 본 실험에서 얻은 자료를 기초로하여 일반 미생물 살균 그래프와 비교하고 고온 단시간 살균공정(HTST)에서 효소의 불활성화에 충분한 열처리 시간을 고려해야함을 토론하였다.
반도체 소자가 고집적화 되고 미세화 될수록 좁은 면적에 여러 기능을 가진 우물을 형성시켜야하나 기존의 우물로는 고온 장시간 열처리로 인하여 측면 확산이 깊게 되고, 불순물 농도 분포는 표면으로부터 농도가 점차 낮아진다. 따라서 기존 우물의 불순물 분포로는 기생 트랜지스터에 의한 렛치-엎과 알파 입자에 의한 SER의 감소를 위하여 필요한 벌크에서의 고농도 분포를 유지하기가 곤란하다. 이러한 문제는 차세대 반도체 개발을 위해서는 반드시 해결해야 할 것이며 이것을 해결할 수 있는 공정으로는 고 에너지 이온 주입과 저온, 단시간 열처리이다. 고 에너지 이온 주입 시의 불순물 분포를 어떻게 제어할 것인가에 대한 것과 여기서 부수적으로 나타나는 격자 손상과 그 회복 및 잔류결함의 성질을 어떻게 알고 이를 게터링 등에 이용할 것이냐에 대한 것이다. 실리콘 기판 내로 가속된 이온은 실리콘 격자와 충돌하면서 많은 1차 결함이 생기고. 이들은 후속 열처리 과정에서 활성화되면서 대부분은 실리콘 격자의 위치에 들어가 활성화되고. 그 나머지는 실리콘내의 격자간 산소, 격자간 실리콘. 격자 빈자리와 상호 작용을 하여 2차 결함을 형성한다. 에피택셜 웨이퍼와 p-type웨이퍼에 비소 이온을 고에너지로 주입후 2단계 열처리에 의한 농도분포변화와 핵생성과 결함성장에 관해 실험하였고, 핵생성온도는 $600^{\circ}C$이하이고, 성장에 필요한 온도는 $700^{\circ}C$이상이다.
본 연구에서는 BPSG(borophosphosilicate glass)/SiO2/Si 기판상에 5000$\AA$의 구리박막을 화학증착한 후 Ar 분위기하 250-55$0^{\circ}C$, 5-90초 급속열처리하여 열처리 전후의 결정구조, 면저항, 미세구조의 박막특성 변화를 분석하였다. 후열처리된 구리박막에서는 결정성 및 (111) 배향의개선과 함께 결정립 성장이 확인되었으나, 구리의 표면산화반응과 BPSG 내로의 급속한 확산에 의해 전기적 특성의 개선은 미미하였다. 그리고 열처리 박막내에는 구리 실리사이드상의 형성이 발견되지 않았으며, 25$0^{\circ}C$/90초의 저온 장시간 또는 55$0^{\circ}C$/20초의 고온 단시간 조건에서 전형적으로 나타나는 Cu2O 상이 시편의 전기비저항 증가와 표면열화에 직접적으로 영향을 미쳤다. 또한, 이들 결과로부터 급속열처리법에 의한 Cu/BPSG 열처리의 공정범위를 규명할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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