• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.67-67
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• 2009

Due to the scaling down of the dielectrics thickness, the leakage currents arising from electron tunneling through the dielectrics has become the major technical barrier. Thus, much works has focused on the development of high k dielectrics in both cases of memories and CMOS fields. Among the high-k materials, $Al_2O_3$ considered as good candidate has been attracting much attentions, which own some good properties as high dielectric constant k value (~9), a high bandgap (~2eV) and elevated crystallization temperature, etc. Due to the easy control of ion energy and flux, low ownership and simple structure of the inductively coupled plasma (ICP), we chose it for high-density plasma in our study. And the $BCl_3$ was included in the gas due to the effective extraction of oxygen in the form of BClxOy compound. In this study, the etch characteristic of ALD deposited $Al_2O_3$ thin film was investigated in $BCl_3/N_2$ plasma. The experiment were performed by comparing etch rates and selectivity of $Al_2O_3$ over $SiO_2$ as functions of the input plasma parameters such as gas mixing ratio, DC-bias voltage and RF power and process pressure. The maximum etch rate was obtained under 15 mTorr process perssure, 700 W RF power, $BCl_3$(6 sccm)/$N_2$(14 sccm) plasma, and the highest etch selectivity was 1.9. We used the x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to investigate the chemical reactions on the etched surface. The Auger electron spectroscopy (AES) was used for elemental analysis of etched surface.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권2호
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• pp.207-215
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• 1997

Ionized Cluster Beam Deposition(ICBD)방법을 이용하여 Si(100)기판과 TiN(60 nm)/Si(100)기판위에 Al 박막을 증착하였다. 증착된 Al 박막의 증착특성은 $\alpha$-step, four-point-probe, XRD, SEM, AES 측정장치를 가지고 조사해 보았다. 도가니 온도가 증가함에 따라 Al 박막의 증착속도는 증가하였고 비저항 값은 감소하였다. 도가니 온도가 $1800^{\circ}C$인 경우 가속전압이 증가함에 따라 연속적이며 평평한 박막이 형성되고 비저항이 감소되었다. 최소의 비저항 값은 Si 기판에서는 가속전압이 4 kV일 때 3.4 $\mu \Omega \textrm {cm}$, TiN 기판에서는 가속전압이 2kV일 때 3.6 $\mu \Omega \textrm {cm}$. AES 분석결과 형성된 박막내에서는 불순물이 존재하지 않는 것을 알 수 있었다. 따라서 Al 박막의 비저항은 박막충의 미세구조에 의해 영향을 받는다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.25-32
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• 2007

코발트 니켈 합금형 실리사이드 공정에서 단결정실리콘과 다결정실리콘 기판에 자연산화막이 있는 경우 나노급 두께의 코발트 니켈 합금 금속을 증착하고 실리사이드화하는 경우의 반응 안정성을 확인하였다. 4인치 P-type(100)Si 기판 전면에 poly silicon을 입힌 기판과 single silicon 상태의 두 종류 기판을 준비하고 두께 4 nm의 자연산화막이 있는 상태에서 10 nm 코발트 니켈 합금을 니켈의 상대조성을 $10{\sim}90%$로 달리하며 열증착하였다. 통상의 600, 700, 800, 900, 1000, $1100^{\circ}C$ 각 온도에서 실리사이드화 열처리를 시행 후 잔류 합금층을 제거하고, XRD(X-ray diffraction)및 FE-SEM(Field emission scanning electron microscopy), AES(Auger electron spectroscopy)를 사용하여 실리사이드가 생겼는지 확인하였다. 마이크로라만 분석기로 실리사이드 반응시의 실리콘 층의 잔류 스트레스도 확인하였다. 자연산화막이 존재하는 경우 실리사이드 반응이 진행되지 않았고, 폴리실리콘 기판과 고온에서는 금속과 산화층의 반응잔류물이 생성되었다. 단결정 기판의 고온열처리에서는 실리사이드 반응이 없더라도 핀홀이 발생할 수 있는 정도의 열스트레스가 존재하였다. 코발트 니켈 복합실리사이드 공정에서는 자연산화막을 제거하는 공정이 필수적이었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.63-70
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• 1989

액체금속이온원으로 부터 발생한 AuGe 이온빔을 GaAs기판에 주입시킨 후 이 시료의 표면성분과 구조를 AES(Auger electron spectroscopy), RHEED(reflection high energy electron diffraction), SEM(scanning electron microscopy) and EPMA(electron probe microanalysis)등으로 조사하였으며 AES depth profile 실험결과를 이체충돌에 의한 Monte Carlo simulation과 비교하였다. AuGe 이온이 주입된 시료를 AES, EPMA로 측정한 결과 As의 preferential스피터링이 나타났으며 300$^{circ}$C로 열처리하면 Ga과 outdiffusion되었다. 또한 측정한 Au와 Ge의 depth profile은 이체충돌에 의한 Monte Carlo simulation의 결과와 잘 일치하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2015

Ion beam sputtering has been widely used in Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and Auger Electron Spectroscopy (AES) for depth profile or surface cleaning. However, mainly due to severe matrix effects such as surface composition change from its original composition and damage of the surface generated by ion beam bombardment, conventional sputtering skills using mono-atomic primary ions with energy ranging from a few hundred to a thousand volts are not sufficient for the practical surface analysis of next-generation organic/inorganic device materials characterization. Therefore, minimization of the surface matrix effects caused by the ion beam sputtering is one of the key factors in surface analysis. In this work, the electronic structure of a $Ta_2O_5$ thin film on $SiO_2/Si$ (100) after Ar Gas Cluster Ion Beam (GCIB) sputtering was investigated using X-ray photoemission spectroscopy and compared with those obtained via mono-atomic Ar ion beam sputtering. The Ar ion sputtering had a great deal of influence on the electronic structure of the oxide thin film. Ar GCIB sputtering without sample rotation also affected the electronic structure of the oxide thin film. However, Ar GCIB sputtering during sample rotation did not exhibit any significant transition of the electronic structure of the $Ta_2O_5$ thin films. Our results showed that Ar GCIB can be useful for potential applications of oxide materials with sample rotation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.104-104
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• 2009

Critical dimensions has rapidly shrunk to increase the degree of integration and to reduce the power consumption. However, it is accompanied with several problems like direct tunneling through the gate insulator layer and the low conductivity characteristic of poly-silicon. To cover these faults, the study of new materials is urgently needed. Recently, high dielectric materials like $Al_2O_3$, $ZrO_2$ and $HfO_2$ are being studied for equivalent oxide thickness (EOT). However, poly-silicon gate is not compatible with high-k materials for gate-insulator. To integrate high-k gate dielectric materials in nano-scale devices, metal gate electrodes are expected to be used in the future. Currently, metal gate electrode materials like TiN, TaN, and WN are being widely studied for next-generation nano-scale devices. The TaN gate electrode for metal/high-k gate stack is compatible with high-k materials. According to this trend, the study about dry etching technology of the TaN film is needed. In this study, we investigated the etch mechanism of the TaN thin film in an inductively coupled plasma (ICP) system with $O_2/BCl_3/Ar$ gas chemistry. The etch rates and selectivities of TaN thin films were investigated in terms of the gas mixing ratio, the RF power, the DC-bias voltage, and the process pressure. The characteristics of the plasma were estimated using optical emission spectroscopy (OES). The surface reactions after etching were investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and auger electron spectroscopy (AES).

• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.176-186
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• 1998

Si 기판 위에 3종의 Pt-Co 합금박막 (Pt66-Co34, Pt40-Co60, Pt18-Co82)과 순수한 Pt, Co 박막 시료를 제작하여 표면 조성분석의 정량화 및 표준화를 위한 표준시료로 제안하 였다. in-istu X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)분석에 의해 증착된 이원 합금박막의 조성이 정확히 조절되었으며, 합금박막의 실제 조성은 유도결합플라즈마-원자방출분광법 (inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy: ICP-AES)과 러더퍼드 후방산 란분광법(Ruthford back-scattering spectrometry: RBS)에 의해 결정되었다. in-situ XPS 결과와 ICP에 의한 조성을 비교한 결과 매질 효과를 고려하면 비교적 정확한 조성을 구할 수 있음이 확인되었다. 이 시료를 이용한 XPS와 Auger electron spectroscopy(AES)에 의한 국내 공동분석 결과는 약4%내외의 큰 편차를 보이고 있지만, 평균 조성 값은 약1%의 오차 범위 내에서 두 방법에 의한 결과가 서로 잘 일치하였다. 이온빔 스퍼터링에 의해 Pt조성이 증가된 표면층이 형성되어 정확한 조성분석을 위해서는 선택스퍼터링에 의한 표면 변형을 정량적으로 함을 알았다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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• pp.118-118
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• 2000

New single-source precursor, [AlCI3:NH2tBu] was synthesized for AlN thin f film processing with AICI3 (Aluminum Chloride) and tBuNH2 (tert-butylamine). AlN thin films for packaging aspplication were deposited on sapphire substrate by a atmosph하ie-pressure MOCVD. In most of other study methyl-based AI precursors w were used for source, But herein Aluminum Chloride was used for as AI source i in order to prevent the carbon contamination in the films and stabilize the p precursor. New precursor showed the very high gas vapor pressure so it allowed to m make the film under atmospheric-pressure and get the high purified film. High q quality AlN thin film was obtained at 700 to $900^{\circ}C$. The new precursor was p purified by a sublimation technique and help to fabricate high purity film. It s showed high vapor pressure, which is able to a critieal factor for the high purity a and atmospheric CVD of AlN. High Quality AIN thin film was obtained at $700-900^{\circ}C$. The AIN film was characterized by RBS

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.188-188
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• 2000

DLC (Diamond-Like Carbon) 박막은 높은 경도와 가시광선 및 적외선 영역에서의 광 투과도, 전기적 절연성, 화학적 안정성 및 저마찰.내마모 특성 등의 우수한 물리.화학적인 물성을 갖고 있기 때문에 여러 분야의 응용연구가 이루어지고 있다. 이러한 DLC 박막을 제작하는 과정에는 여러 가지가 있으나, 본 연구에서는 ECR-PECVD electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법을 사용하였다. 이것은 최근에 많이 이용되고 있는 방법으로, 이온화률이 높을뿐만 아니라 상온에서도 성막이 가능하고 넓은 진공도 영역에서 플라즈마 공정이 가능한 장점이 있다. 기판으로는 4" 크기의 S(100)를 사용하였고, 박막을 제작하기 전에 진공 중에서 플라즈마 전처리를 하였다. 플라즈마 전처리는 Ar 가스를 150SCCM 주입시켜 5$\times$10-1 torr 의 진공도를 유지시키면서, ECR power를 700W로 고정하고, 기판 bias 전압을 -300 V로 하여 5분 동안 기판을 청정하였다. DLC 박막은 ECR power를 700W. 가스혼합비와 유량을 CH4/H2 : 10/100 SCCM, 증착시간을 2시간으로 고정하고, 기판 bias 전압을 0, -50, -75, -100, -150, -200V로 변화시켜가면서 제작하였다. 이때 ECR 소스로부터 기판까지의 거리는 150mm로 하였고, 진공도는 2$\times$10-2torr 였으며, 기판 bias 전압은 기판에 13.56 MHz의 RF power를 연결하여 RF power에 의해서 유도되는 negative DC self bias 전압을 이용하였다. 제작된 박막을 Auger electron spectroscopy, elastic recoil detection, Rutherford backscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.111-120
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• 1993

플라즈마 아크 용해에 의해 0.31-1.14at%Hf과 0.08-1.00at%C의 조성을 갖는 Mo시편을 제조하여, 열처리에 따른 미세조직 변화를 광학현미경, AES(Auger Electron Spectroscopy)및 투과전자현미경(TEM)으로 조사하였다. 산소함량이 약 830ppm인 초기분말을 압분체로 성형하여 용해한 결과, 산소함량 약 40-130ppm의 시편으로 제조할 수 있었으며, 이때 Hf및 C의 첨가량이 증가할수록 시편의 결정립은 미세화되었다. Mo-1.14at% Hf-1.00at % C 조성의 시편을 열처리한 결과 130$0^{\circ}C$에서 결정립내의 편상의 ${\beta}$-Mo 탄화물(molybdenum carbide)이 열역학적으로 더욱 안정한 $\alpha$-Mo 탄화물로 변태되기 시작하고, 1400-150$0^{\circ}C$온도 구간에서는 급내에 의해 고용되어 있던 Hf과 C이 반응하여 미량의 Hf탄화물이 석출되었으며, 150$0^{\circ}C$에서는 결정립계에 Hf 탄화물이 편석되었다. 1500-170$0^{\circ}C$에서는 결정립계에 편석된 Hf탄화물이 분해되고 열역학적으로 더욱 안정한 Hf 산화물(Hafnium oxide)이 석출되었으며, 결정립내에도 미세한 Hf 산화물이 석출되었다.