• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.195-195
• /
• 2011

플라즈마를 이용한 반도체 이온 주입 공정(Plasma Immersion Ion Implantation)에서 이온 도즈량(DOSE) 측정은 공정 신뢰성 및 재현성 확보를 위해 중요하다. 본 연구에서는 도즈량 측정을 위해 패러데이컵과 같이 측정 장비를 챔버에 직접 삽입 시키지 않고 챔버 외부에서 이온 주입을 위한 바이어스 전극의 직류 펄스 전압 및 전류 신호 측정을 통해 실시간으로 도즈량을 추출하는 방법을 개발하였다. 펄스 전압 신호에서 전압 신호 상승, 하강 시간에 의해 발생된 변위 전류와 플라즈마 발생 소스의 RF잡음등을 제거한 후 이온 포격으로 인한 2차 전자 방출 계수를 고려하여 펄스 동작 기간 추출을 통해 실시간으로 측정하는 알고리즘을 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.219-219
• /
• 1999

플라즈마 이온 주입은 진공 chamber 내에 주입하려는 이온이 포함된 플라즈마를 발생시킨 후 처리하고자 하는 시편에 negative high voltage pulse를 인가함으로써 시편 주위에 형성되어 있는 이온들을 시편에 주입하는 방법이다. 이러한 플라즈마 이온 주입 방법은 금속의 내마모성, 내부식성, 강도 및 경도를 증가시키고, 고분자 화합물의 표면 개질에 있어서 친수성 또는 소수성과 같은 표면 처리를 쉽고 간단하게 처리할 수 있다. 그리고 반도체 공정의 shallow junction doping을 효과적으로 처리할 수 있으며 특히, 대면적의 시편에 균일하게 이온을 주입할 수 있다. 플라즈마 이온 주입 방법에서 중요한 요소는 dose, 즉 이온 주입한 양과 처리하려는 시편에 주입되는 이온의 에너지이다. 여기서, 플라즈마내에 생성된 이온들의 비율을 정확히 안다면 시편에 주입되는 이온의 양과 주입되는 이온의 에너지를 충분히 예견할 수 있다. 질소 플라즈마의 경우에는 N+와 N2+가 생성되므로, 시편에 주입된 질소 이온의 실질적인 이온당 질소 원자수는 1$\times$N+% + 2$\times$N+%가 되고, N2+의 경우는 N+ 주입 에너지의 1/2 로 시편내에 주입되게 된다. 또한 질소 플라즈마의 경우 N2+ 이온이 상대적으로 N+이온보다 많다면 N+가 많은 경우보다 이온 주입 깊이는 얕아지게 된다. 본 실험에서는 Dycor M-100 residual gas analyzer와 potical emission spectrometer (Ocean Optics SQ 2000)를 사용하여 압력과 RF power를 변화시키며 플라즈마내에 생성되어지는 질소 이온의 비율을 측정하였다. 또한 Langmuir probe를 이용하여 속도차에 의한 각 이온들의 존재비율을 계산하였다. 여기에서 질소 가스의 압력이 낮을수록 N+보다 N2+의 존재비율이 높음을 보였다. 이것은 압력이 낮은 영역에서 일반적으로 전자의 평균온도가 높기 때문으로 여겨진다.

• Proceedings of the IEEK Conference
• /
• 1998.06a
• /
• pp.445-448
• /
• 1998

본 논문은 triple-well과 twin-well에서의 고에너지 이온주입 에너지와 도즈량 변화에 따른 래치업 특성을 비교하였다. 공정시뮬레이터인 ATHENA로 소자를 제작하고 도핑프로파일 형태와 구조를 조사한 후, 래치업 특성은 소자 시뮬레이터인 ATLAS를 이용하였다. triple-well 공정이 마스크 스텝수를 줄이고, 이온주입 후 열처리시간을 단축하며 별도의 열처리 공정없이 도핑르로파일을 넓은 형태로 분포시켜 래치업 면역특성이 매우 좋은 결과를 얻었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.6 no.4
• /
• pp.326-336
• /
• 1997

From the concept that the ion implantation-induced defect is one of the major factors in determining source/drain junction characteristics, high quality ultra-shallow $p^+$-n junctions were formed through the control of ion implantation-induced defects in silicon substrate. In conventional process of the junction formation. $p^+$ source/drain junctions have been formed by $^{49}BF_2^+$ ion implantation followed by the deposition of TEOS(Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate) and BPSG(Boro-Phospho-Silicate-Glass) films and subsequent furnace annealing for BPSG reflow. Instead of the conventional process, we proposed a series of new processes for shallow junction formation, which includes the additional low temperature RTA prior to furnace annealing, $^{49}BF_2^+/^{11}B^+$ mixed ion implantation, and the screen oxide removal after ion implantation and subsequent deposition of MTO (Medium Temperature CVD oxide) as an interlayer dielectric. These processes were suggested to enhance the removal of ion implantation-induced defects, resulting in forming high quality shallow junctions.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.22 no.1
• /
• pp.31-36
• /
• 2013

For the simplification of doping process in amorphous carbon film, arsenic (As) ions were implanted on the nucleated silicon wafer before the growth process. Then amorphous carbon films were grown at the condition of $CH_4/H_2=5%$ by microwave plasma chemical vapour deposition. Because the implanted seeds were grown at the high temperature and the implanted ions were spread, it was possible to reduce the process steps by leaving out the annealing process. When the implanted amorphous carbon films were electrically characterized in diode configuration, field emission current of $0.1mA/cm^2$ was obtained at the applied electric field of about $2.5V/{\mu}m$. The results show that the implanted As ions were sufficiently doped by the self-annealing process by using the growth after implantation.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2004.07b
• /
• pp.1138-1141
• /
• 2004

고분자 재료에 이온을 주입하면 표면전기저항이 이온주입조건에 따라 $10^{16}\Omega/sq$ 에서 $10^7\Omega/sq$ 까지 변하게 되며, 광학적 특성도 변하게 된다. 이는 산업적으로 대전방지 등에 적용이 가능하며 이러한 신소재 개발을 위하여 산업용 이온빔 표면처리 장치를 제작하고 인출광학을 기초로 이온빔을 제어하여 고분자 재료의 이온주입처리 양산기술을 개발하였다. 본 연구에서는 대면적, 대전류 이온빔 인출을 위한 이온원의 광학적 설계 및 빔라인에서의 솔레노이드 전자석을 이용한 빔프로파일 제어방법을 설명하였다. 사용된 고분자 소재는 PC(PolyCarbonate) 및 PET(PolyEthylene Teraphthalate)이며, 질소이온주입조건은 이온에너지 40-50 keV, 이온주입량 $5\times10^{15}$, $1\times10^{16}$, $7\times10^{16}ions/cm^2$의 조건으로 공정을 수행하였다. 또한 대전방지용 고분자 대량생산을 위한 연속 생산조건과 양산공정조건에 따른 표면전기저항변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the IEEK Conference
• /
• 1998.06a
• /
• pp.323-326
• /
• 1998

본 연구는 boron-doped 실리콘 기판에 heavy 인온인 비소를 먼저 이온 주입시키고 비소의 주입에 의해 실리콘 표면이 손상된 영역에 다시 인을 이온 주입시켰을때, 인의 확산을 관찰하기 위해 microtec 시뮬레이터를 통해 모의공정실험을 실행하였다. 손상된 비정질의 실리콘 기판에서 열처리 전과 inet(N/sub 2/) 분위기에서 인은 느리게 확산을 하였다. 그렇지만 dry와 wt oxidation 열처리 분위기에서는 의의 확산 속도가 증가됨 (OED:oxidation-enhanced idfusion)을 관찰되었다. 실리콘 기판에서 인의 확산을 관찰하기 위해 ICECREM 시뮬레이터를 사용하여 앞의 경우와 동일하게 먼저 비소를 주입하여 실리콘 표면에 손상을 입히고 그 다음 공정에서 인을 주입하였을 때, 열처리 전과 inet, dry 산화분위기에서는 비정질의 실리콘 기판에 이온 주입한 경우와 동일하게 의의 확산 속도가 증가하였지만, wet 산화분위기에서는 오히려 dry 산화분위기에서 보다 확산이 늦어짐이 관찰되었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.38 no.5
• /
• pp.63-63
• /
• 2001

디바이스의 크기가 0.25㎛이하로 축소됨에 따라 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 제조업체들은 칩 크기를 줄이고 지역적인 배선으로 사용하기 위해서 기존의 텅스텐-폴리사이드 비트-선에서 텅스텐 비트-선으로 대체하고 있다. 본 논문에서는 다양한 RTP 온도와 추가 이온주입을 사용하여 낮은 저항을 갖는 텅스텐 비트-선 제조 공정에 대해 다루었다. 그 결과 텅스텐 비트선 저항에 중요한 메계변수는 RTP Anneal 온도와 BF₂ 이온 주입 도펀트임을 알 수 있었다. 이러한 텅스텐 비트-선 공정은 고밀도 칩 구현에 중요한 기술이 된다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
• /
• v.23 no.6
• /
• pp.789-794
• /
• 1986

The current-voltage characteristics of ion-implanted GaAs MESFET's have been simulated by using the velocity saturation model. Using this model, a MESFET with threshold voltage of -0.5V and transconductance of 460 mS/mm is designed. To implement high transconductance MESFET's, low energy ion-implantation (20 keV) and RTP(Rapid Thermal Process) activation ($575^{\circ}C$, 5sec) processes are required.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
• /
• v.35D no.6
• /
• pp.37-45
• /
• 1998

In this paper, we report the first three-dimensional simulation result of the transient enhanced diffusion(TED) of dopants in the ion-implanted silicon by employing our 3D semiconductor process simulator, INPROS system. In order to simulate three-dimensional TED redistribution of dopants in silicon, the dopant distributions after the ion implantation was calculated by Monte Carlo(MC) method, followed by finite element(FE) numerical solver for thermal annealing. Excellent agreement between the simulated 3D profile and the SIMS data has been obtained for ion-implanted arsenic and phosphorus after annealing the boron marker layer at 75$0^{\circ}C$ for 2 hours. Our three-dimensional TED simulation could successfully explain the reverse short channel effect(RSCE) by taking the 3D point defect distribution into account. A coupled TED simulation and device simulation allows reverse short channel effect on threshold to be accurately predicted.