• 제목/요약/키워드: 텅스텐증착

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Cu 금속배선을 위한 카본-질소-텅스텐 확산방지막 특성 (Characteristics of W-C-N Thin Diffusion Barrier for Cu Interconnection)

  • 이창우
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권4호통권37호
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    • pp.345-349
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    • 2005
  • 300 mW-cm의 낮은 비저항을 갖는 카본-질소$\_$텅스텐 (W-C-N) 확산방지막을 원자층 증착법으로 제조하였으며, 반응기체로 $WF_6-N_2-CH_4$를 사용하였다. $N_2$$CH_4$ 반응기체를 주입 할 때는 고주파 펄스를 인가하여 플라즈마에 의한 반응물의 분리가 일어나도록 하였다. 다층금속배선에 사용하는 층간 절연층 (TEOS) 위에서 W-C-N 박막은 원자층 증착기구를 따르며, 10에서 100 사이클 동안 증착율이 0.2nm/cycles 로 일정한 값을 가진다. 또한 Cu 배선을 위한 확산방지막으로써 W-C-N 박막은 비정질 상을 가지며, $800^{\circ}C$에서 30분간 열처리해도 Cu의 확산을 충분히 방지할 수 있음을 확인하였다.

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Tungsten Nitride Thin Film Deposition for Copper Diffusion Barrier by Using Atomic Layer Deposition

  • 황영현;조원주;김영환;김용태
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.300-300
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    • 2011
  • 알루미늄을 이용한 배선은 반도체 소자가 초집적화와 초소고속화 됨에 따라, 피로현상과 지연시간 등 배선으로서의 많은 문제점을 가지고 있어, 차세대 배선 재료로서 전기적인 특성 등이 우수한 구리에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만, 구리는 낮은 온도에서 확산이 잘되어 배선 층간의 절연에 문제점을 야기 시킨다. 따라서, 구리를 배선에 적용하여 신뢰성 있는 제품을 만들기 위해서는 확산방지막이 필요하다. 확산방지막은 집적화와 더불어 배선의 두께가 줄어 듦에 따라 소자의 특성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 저항은 낮고, 두께는 얇아야 하며, 높은 종횡비를 갖는 구조에서도 균일한 박막을 형성하여야 하므로, 원자층 증착공정을 이용한 연구가 주를 이루고 있다. 텅스텐 질화막을 이용한 확산방지막은 WF6 전구체를 이용한 보고가 많지만, 높은 증착 온도와 부산물로 인한 부식가능성 이라는 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는, 기존의 할라이드 계열을 이용한 원자층 증착공정의 단점을 보완하기 위하여, 아마이드 계열의 전구체를 사용하여 텅스텐 질화막을 형성하였으며, 이를 통해 공정온도를 낮출 수 있었다.

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레이저 국소증착을 이용한 TFT-LCD회로 수정5 미세 텅스텐 패턴 제조 (Laser-induced chemical vapor deposition of tungsten micro patterns for TFT-LCD circuit repair)

  • 박종복;김창재;박상혁;신평은;강형식;정성호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.165-173
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    • 2005
  • This paper presents the results for deposition of micrometer-scale metal lines on glass for the development of TFT-LCD circuit repair-system. Although there had been a few studies in the late 1980's for the deposition of metallic interconnects by laser-induced chemical vapor deposition, those studies mostly used continuous wave lasers. In this work, a third harmonic Nd:YLF laser (351nm) of high repetition rates, up to 10 KHz, was used as the illumination source and W(CO)s was selected as the precursor. General characteristics of the metal deposit (tungsten) such as height, width, morphology as well as electrical properties were examined for various process conditions. Height of the deposited tungsten lines ranged from 35 to 500 m depending on laser power and scan speed while the width was controlled between 50um using a slit placed in the beam path. The resistivity of the deposited tungsten lines was measured to be below $1{\Omega}{\cdotu}um$, which is an acceptable value according to the manufacturing standard. The tungsten lines produced at high scan speed had good surface morphology with little particles around the patterns. Experimental results demonstrated that it is likely that the deposit forms through a hybrid process, namely through the combination of photolytic and pyrolytic mechanisms.

고집적 소자에 적용되는 저저항 텅스텐 박막에서 응력의 RF power 의존성 (RF Power Dependence of Stresses in Plasma Deposited Low Resistive Tungsten Films for VLSI Devices)

  • 이창우;고민경;오환원;우상록;윤성로;김용태;박영균;고석중
    • 한국재료학회지
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    • 제8권11호
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    • pp.977-981
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    • 1998
  • Si 기판의 온도를 200에서 $500^{\circ}C$까지 변화시켜가면서 고집저 소자의 금속배선으로 응용되고 있는 저저항의 텅스텐 박막을 플라즈마 화학증착 방법에 의해 제작하였다. 이렇게 증착된 텅스텐 박막의 비저항은 $H_2/WF_6 $ 가스의 분압비에 따라 매우 민감하게 작용하는 것을 알 수있다. 플라즈마 밀도가 $0.7W/\textrm{cm}^2$ 이하에서는 박막내에 존재하는 잔류응력이 $2.4\times10^9dyne/\textrm{cm}^2$ 이하이다. 그러나 1.8에서 $2.7W/\textrm{cm}^2$로 증가함에 따라 잔류응력은 $8.1\times10^9$에서 $1.24\times10^{10}dyne/\textrm{cm}^2$로 갑자기 증가하는데 이는 박막을 증착할 때에 플라즈마 밀도가 증가하면 이온이나 radical bombardment 의 영향 때문이다.

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블록 공중합체 박막을 이용한 텅스텐 나노점의 형성 (Fabrication of Tungsten Nano Dot by Using Block Copolymer Thin Film)

  • 강길범;김성일;김영환;박민철;김용태;이창우
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.13-17
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    • 2006
  • 밀도가 높고 주기적인 배열의 기공과 나노패턴이 된 텅스텐 나노점이 실리콘 산화물/실리콘 기판위에 형성이 되었다. 기공의 지름은 25 nm이고 깊이는 40 nm 이었으며 기공과 기공 사이의 거리는 60 nm이었다. nm 크기의 패턴을 형성시키기 위해서 자기조립물질을 사용했으며 폴리스티렌(PS) 바탕에 벌집형태로 평행하게 배열된 실린더 모양의 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)의 구조를 형성했다. 폴리메틸메타아크릴레이트를 아세트산으로 제거하여 폴리스티렌만 남아있는 건식 식각용 마스크를 만들었다. 실리콘 산화막은 불소 기반의 화학반응성 식각법을 이용하여 식각했다. nm크기의 트렌치 안에 선택적으로 증착된 텅스텐 나노점을 만들기 위해서 저압화학기상증착(LPCVD)방법을 이용하였다. 텅스텐 나노점과 실리콘 트렌치의 지름은 26 nm 와 30 nm였다.

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산화규소 표면위에서 $WF_6-SiH_4$ 화학증착에 의한 텅스텐 핵의 생성 (Chemical Vapor Nucleation of Tungsten from $WF_6-SiH_4$ on Silicon Dioxide Surface)

  • 최경근;이청;이시우;이건홍
    • 한국재료학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.19-26
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    • 1992
  • $WF_6$$SiH_4$의 화학반옹으로부터 산화규소막 위에 텅스텐 핵이 형성되는 현상을 실험을 통해 관찰하였다. 핵이 생성되는 속도는 반응온도가 높고 운반기체의 유량이 적으며 반응기내의 압력이 높을수록 큰 것으로 나타났다. 또한 반응기체가 흘러가는 방향에서 아랫쪽으로 위치하는 표면에 핵이 생성되는 속도가 큰 것으로 나타났다. 산화막위에 생성된 텅스텐 핵의 형상과 파단면을 주사현미경으로 관찰하였으며 산화막위에 형성된 텅스텐 박막의 화학적 조성을 밝혀내었다.

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석영 기판 위에서 텅스텐 실리사이드 게이트 전극 형성에 관한 연구 (Formation of Tungsten Silicide Gate Electrode on Quartz)

  • 오상현;김지용;김지영;이재갑;임인곤;김근호
    • 한국재료학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.80-84
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    • 1998
  • 본 연구에서는 석영을 기판으로 사용하여 텅스텐 실리사이드 게이트를 고온에서 결정화시키고, 이\ulcorner 발생되는 crack 에 대한 생성원인을 조사하였다. 증착된 텅스텐실리사이드의 실리콘 조성과 실리콘 완층충의 두께가 증가함에 따라 열응력이 감소하는 경향이 관찰되었으며, 과잉의 실리콘 조성을 가진 실리사이드를 열처리한 경우에는 crack에 대한 저항이 증가함을 알 수 있었다. 그러나 실리콘 완충층을 사용한 경우는 두께가 증가함에 따라 열응력이 감소하는 경향이 있으나, crack이 보다 쉽게 발생되는 결과를 얻었다. 이는 실리사이드 반응에 의하여 거칠어진 계면에 응력이 집중되어 crack생성을 쉽게하는 것으로 여겨진다. 결과적으로 석영과 텅스텐실리사이드의 열\ulcorner창계수차이에 의하여 생성되는 열응력이 crack생성의 주원인으로 작용하고, 실리콘 완층층을 사용한 구조하에서는 계면에서 일어나는 실리사이드반응이 crack생성에 큰 영향을 미치는 것으로 생각된다.

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