• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.39-44
• /
• 2014

Silicon nitride thin film deposited with Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition was treated by a nitrogen plasma generated by Inductively Coupled Plasma at room temperature. The treatment was investigated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Atomic Force Microscopy on the surface at various RF source powers at two RF bias powers. The amount of hydrogen was reduced and the surface roughness of the films was decreased remarkably after the plasma treatment. In order to understand the causes, we analyzed the plasma diagnostics by Optical Emission Spectroscopy and Double Langmuir Probe. Based on these analysis results, we show that the nitrogen plasma treatment was effective in the improving of the properties silicon nitride thin film for flexible display.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제18권11호
• /
• pp.1001-1006
• /
• 2005

A new fabrication method is proposed to form the stacked polysilicon gate by nitridation in $N_2$ atmosphere using conventional LP-CVD system. Two step stacked layers with an amorphous layer on top of a polycrystalline layer as well as three step stacked layers with polycrystalline films were fabricated using the proposed method. SIMS profile showed that the proposed method would successfully create the nitrogen-rich layers between the stacked polysilicon layers, thus resulting in effective retardation of dopant diffusion. It was observed that the dopants in stacked films were piled-up at the interface. TEM image also showed clear distinction of stacked layers, their plane grain size and grain mismatch at interface layers. Therefore, the number of stacked polysilicon layers with different crystalline structures, interface position and crystal phase can be easily controlled to improve the device performance and reliability without any negative effects in nano-scale CMOSFETs.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.386-386
• /
• 2013

반도체 소자의 소형화, 고집적화로 박막의 다층화 및 선폭의 감소 등의 복잡한 제조 공정이 불가피하고, 따라서 공정 중 실리콘 웨이퍼와 금속 박막사이의 확산을 방지하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 하지만 현재까지의 연구는 확산방지막의 nano-mechanics 특성 분석에 대한 연구는 전무하다. 본 논문에서 tungsten (W)을 주 물질로, nitrogen (N)을 첨가한 확산방지막을 질소 유량을 2.5, 5, 7.5, 10 sccm으로 변화시켜가면서 rf magnetron sputter 방법으로 tungsten-nitride (W-N) 박막을 증착하였다. 박막의 기본 물성인 증착율, 비저항 및 결정학적 특성을 ${\beta}$-ray, 4-point probe, X-ray diffraction (XRD)를 이용하여 측정하였고, 측정결과 증착 중 질소 유량이 증가할수록 W-N 박막의 비저항은 증가하였고 반대로 증착율과 결정성은 감소하였다. 이는 기존의 연구 결과와 비교하여 일치한 결과로 증착된 박막이 신뢰성을 가짐을 확인하였다. 이후 가장 관심사인 nano-mechanics 특성은 nano-indenter를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 시료는 증착 중 질소 유량이 2.5 sccm인 시료를 기준으로 5 sccm 포함된 박막에서 load force-depth 그래프가 급격히 변화하는 경향을 나타내었고, 표면강도(surface hardness)는 10.07 GPa에서 15.55 GPa로 증가하였다. 이후 질소 유량이 7.5 sccm과 10 sccm에서는 12.65 GPa와 12.77 GPa로 질소 유량이 5 sccm 포함된 박막보다 상대적으로 감소하였다. 이는 박막내 결정상으로 존재하는 질소와 비정질 상태로 존재하는 질소의 비율에 의한 것이고, 압축력에 기인하는 스트레스 증가로 판단된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.276-281
• /
• 2000

Si(111) 표면을 NH$_3$분위기에서 실리콘질화물(SiNx)로 변형시킨 후 탄화규소(silicon carbide, SiC) 박막을 성장하였다. 질화시간이 증가함에 따라 SiC 박막 두께가 감소함을 관찰하였다. 또한 성장변수에 따라 SiC/Si 계면에서 결정결함인 틈새를 없앨 수 있었다. 100nm, 300nm, 500nm의 SiNx/Si 기판 위에 SiC 박막을 성장시켰다. 성장된 SiC 박막들은 모두 [111]면을 따라 성장되었고, SiC 결정들이 원주형 낟알로 성장되었다. SiC/SiNx 계면에서 void를 관찰할 수 없었다. 이러한 실험 결과는 SOI 구조의 산화규소를 SiNx로 대체함으로써 SiC 소자 제작에 응용될 수 있는 방향을 제시하고 있다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.252-259
• /
• 1990

本 論文은 기존 LOCOS工程의 張點을 모두 겸비한 側面璧 SWAMI 技術에 대한 새로운 構造를 提示한다. 새로운 SWAMI공정은 순수 窒化膜 壓力과 體積 膨腸에 기인한 壓力을 크게 줄이기 위해서 側面璧 주위에 얇은 질화막과 反應性이온 飾刻으로 기울어진 실리콘 측면벽을 結合시켰따. 製作된 結果에 의하면, 缺陷이 없는 완전히 새부리 모양이 形成되지 않는 局地的 酸化 공정은 기울어진 面의 異方性 산화 隔離에 의해 實現시킬 수 있었다. 추가적인 마스크 段階는 要求되지 않는다. 이 工程에서 PN 다이오드의 漏泄電流는 기존 LOCOS 공정 보다 減少되었다. 한편 가장자리 部位는 漏泄電流 密度에서 평편한 接合 부위 보다 높게 分析되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.111-114
• /
• 2000

Growth characteristics and microstructure of AlN thin films grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on Si substrates have been investigated. Growing temperature and substrate orientation were chosen as major variables of the experiment. Reflection high energy electron diffraction (RHEED), X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy/diffraction (TEM/TED) techniques were employed to characterize the microstructure of the films. On Si(100) substrates, AlN thin films were grown along the hexagonal c-axis preferred orientation at temperature range 850-90$0^{\circ}C$. However on Si(111), the AlN films were epitaxially grown with directional coherency in AlN(0001)/Si(111), AlN(1100)/Si(110), and AlN(1120)/Si(112) at 85$0^{\circ}C$ and the epitaxial coherencry seemed to be slightly distorted with increasing temperature. The microstructure of AlN thin films on Si(111) substrates showed that the films include a lot of crystal defects and there exist micro-gaps among the columns.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제55권12호
• /
• pp.565-569
• /
• 2006

Plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD) is a well established technique for the deposition of hydrogenated film of silicon nitride (SiNx:H), which is commonly used as an antireflection coating as well as passivating layer in crystalline silicon solar cell. PECVD-SiNx:H films were investigated by varying the deposition and annealing conditions to optimize for the application in silicon solar cells. By varying the gas ratio (ammonia to silane), the silicon nitride films of refractive indices 1.85 - 2.45 were obtained. The film deposited at $450^{\circ}C$ showed the best carrier lifetime through the film deposition rate was not encouraging. The film deposited with the gas ratio of 0.57 showed the best carrier lifetime after annealing at a temperature of $800^{\circ}C$. The single crystalline silicon solar cells fabricated in conventional industrial production line applying the optimized film deposition and annealing conditions on large area substrate of size $125mm{\times}125mm$ (pseudo square) was found to have the conversion efficiencies as high as 17.05 %. Low cost and high efficiency silicon solar cells fabrication sequence has also been explained in this paper.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
• /
• pp.693-696
• /
• 2004

For InGaP/GaAs HBT applications, we have developed characterized MIM capacitors with thin $1000{\AA}$ PECVD silicon nitride which were deposited with $SiH_4/NH_3$ gas mixing rate, working pressure, and RF power of PECVD at $300^{\circ}C$ and had the capacitance density of 600 pF/$mm^2$ with the breakdown electric fields of 3073 MV/cm. Three PECVD process parameters were designed to lower the refractive index and then lower the deposition rate of silicon nitride films for the high breakdown electric field. At the PECVD process condition of gas mixing rate (0.92), working pressure (1.3 Torr), RF power (53 W), the AFM Rms value of about $1000{\AA}$ silicon nitride on the bottom metal was the lowest of 0.662 nmand breakdown electric fields were the highest of about 73 MV/cm.

• 한국재료학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.63-74
• /
• 1994

$SiO_{2}$초박막(ultrathin film)의 두께 조절 용이성, 두께 균일성, 공정 재현성 및 전기적 특성을 향상시키기 위해 실리콘을 $N_{2}O$분위기에서 열산화시켰다. $N_2O$분위기에서 박막 성장시 산화와 동시에 질화가 이루어지기 때문에 전기적 특성의 향상을 가져올 수 있었다. 질화 현상에 의해 형성된 Si-N결합 형성은 습식 식각율과 ESCA분석으로 확인할 수 있었다. $N_2O$분위기에서 성장된 $SiO_{2}$박막은 Fowler-Nordheim(FN)전도 기구를 보여주었으며, 절열파괴 특성과 누설 전류특성 및 산화막의 신뢰성은 건식 산화막에 비해서 우수하였다. 또한 계면 포획밀도는 건식 산화막에 비해 감소하였고, 전하를 주입했을 때 생성되는 계면 준위의 양 또는 크게 감소하였다. 산화막 내부에서의 전하 포획의 양도 감소하였고, 전하를 주입하였을 때 생성되는 전하 포획의 양도 감소하였다. 이와 같은 전기적인 특성의 향상은 산화막 내부에서 약하게 결합하고 있는 Si-O 결합들이 Si-N결합으로의 치환과 스트레스 이완에 의하여 감소하였기 때문이다.

• 한국재료학회지
• /
• 제3권5호
• /
• pp.443-450
• /
• 1993

실리콘이 주입된 CaAs 기판위에 플라즈마 화학 증착법으로 자기정렬 gate구조의 Schottky contact을 형성하였다. 갈륨비소 소자 제조를 위하여 두께 1600$\AA$의 턴스텐질화막을 $350^{\circ}C$에서 증착하여 $750^{\circ}C$에서 $900^{\circ}C$까지 급속 열처리 하였다. 텅스텐 질화막과 GaAs계면의 열적 안정성을 XRD(X-ray diffraction), PL(photoluminescence),ODLTS(optical deep livel transient spectroscopy)측정으로 조사하였으며, W보다 $W_{67}N_{33}$ gate를 형성시킬 경우에 GaAs에 미치는 열적손상이 적음을 알 수 있으며 이온 주입한 Si이온이 활성화 되는 것으로 생각된다. $W_{67}N_{33}$ GaAs 다이오드가 약 800-$900^{\circ}C$의 고온열처리 온도에서 W/GaAs 다이오드의 경우보다 열적 안정성이 우수하였다.