• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.51-52
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• 2011

본 연구에서는 전해 구리도금막과 SiN 피복층 사이의 힐락 (Hillock) 및 보이드 (Void) 결함에 미치는 전해 구리도금 공정 및 CVD SiN 피복층 증착 전 NH3 플라즈마 처리 효과에 대해 연구하였다. SiN 피복층 증착전 NH3 플라즈마 효과를 정량화하기 위해 실험계획법을 이용해 NH3 플라즈마 공정 인자가 힐락 결함의 밀도에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 실험결과, 힐락 결함의 밀도는 NH3 플라즈마 인가 시간에 비례한다는 것을 알았다. 보이드 결함의 경우, 구리 씨앗층 및 NH3 플라즈마 조건의 최적화를 통해 구리 씨앗층의 표면 조도를 최소화할 경우 보이드 결함이 최소화된다는 것을 알 수 있었다. 이는 구리 씨앗층의 표면 조도를 최소화함에 따라 전해 구리도금막의 결정립 크기가 커져 결정립 계면에 존재하는 불순물 양이 줄어들었기 때문인 것으로 사료된다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.04a
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• pp.214-219
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• 2009

In high-efficiency crystalline silicon solar cells, If high-efficiency solar cells are to be commercialized. It is need to develop superior contact formation method and material that can be inexpensive and simple without degradation of the solar cells ability. For reason of plated metallic contact is not only high metallic purity but also inexpensive manufacture. It is available to apply mass production. Especially, Nickel, Copper and Silver are applied widely in various electronic manufactures as easily formation is available by plating. The metallic contact system of silicon solar cell must have several properties, such as low contact resistance, easy application and good adhesion. Ni is shown to be a suitable barrier to Cu diffusion as well as desirable contact metal to silicon. Nickel monosilicide(NiSi) has been suggested as a suitable silicide due to its lower resistivity, lower sintering temperature and lower layer stress than $TiSi_2$. Copper and Silver can be plated by electro & light-induced plating method. Light-induced plating makes use the photovoltaic effect of solar cell to deposite the metal on the front contact. The cell is immersed into the electrolytic plating bath and irradiated at the front side by light source, which leads to a current density in the front side grid. Electroless plated Ni/ Electro&light-induced plated Cu/ Light-induced plated Ag contact solar cells result in an energy conversion efficiency of 14.68 % on $0.2{\sim}0.6{\Omega}{\cdot}cm,\;20{\times}20mm^2$, CZ(Czochralski) wafer.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.12 no.2 s.35
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• pp.129-134
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• 2005

Electroplating copper is the important role in formation of 3D stacking interconnection in SiP (System in Package). The I-V characteristics curves are investigated at different electrolyte conditions. Inhibitor and accelerator are used simultaneously to investigate the effects of additives. Three different sizes of via are tested. All via were prepared with RIE (reactive ion etching) method. Via's diameter are 50, 75, $100{\mu}m$ and the height is $100{\mu}m$. Inside via, Ta was deposited for diffusion barrier and Cu was deposited fer seed layer using magnetron sputtering method. DC, pulse and pulse revere current are used in this study. With DC, via cannot be filled without defects. Pulse plating can improve the filling patterns however it cannot completely filled copper without defects. Via was filled completely without defects using pulse-reverse electroplating method.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.50 no.3
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• pp.170-176
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• 2017

EPIG (Electroless Pd/immersion Au) process was studied to replace ENIG (electroless Ni/immersion Au) and ENEPIG (electroless Ni/electroless Pd/immersion Au) processes for bump surface treatment used in high reliable flip chip packages. The palladium and gold layers formed by EPIG process were uniform with thickness of 125 nm and 34.5 nm, respectively. EPAG (Electroless Pd/autocatalytic Au) also produced even layers of palladium and gold with the thickness of 115 nm and 100 nm. TEM results exhibited that the gold layer in EPIG surface had crystalline structure while the palladium layer was amorphous one. After annealing at 250 nm, XPS analysis indicated that the palladium layer with thickness more than 22~33 nm could act as a diffusion barrier of copper interconnects. As a result of comparing the chip shear strength obtained from ENIG and EPIG surfaces, it was confirmed that the bonding strength was similar each other as 12.337 kg and 12.330 kg, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.172-172
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• 2011

현대 반도체 금속배선 연구에서는 기존에 쓰이던 Al (Aluminium) 금속배선 대신에 Cu(Copper) 금속배선 연구가 진행 되고 있다. Cu는 Al 보다 비저항이 낮고, 녹는점도 Al보다 높다는 장점이 있지만 저온에서 기판인 Si (Silicon) 과 반응하고 접착력이 우수하지 못 하다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 확산방지막을 기판과 금속배선 사이에 삽입하는 방법이 제시 되었다. 확산방지막으로는 기존에 쓰이던 Ti (Titanium) 계열의 확산방지막과 W (Tungsten) 계열의 확산방지막이 있다. 이번 연구에서는 W 계열의 확산방지막에 불순물 C (Carbon), N(Nitrogen)을 첨가한 W-C-N 확산방지막 시편을 제조하였고, N2의 비율을 변화시키며 $600^{\circ}C$ 열처리를 하였다. 실험 결과 질소의 포함 농도에 따라 확산방지막의 안정도가 변화한다는 결과를 얻었으며, 질소 첨가량에 따라 시편의 표면 보다는 시편의 중간층의 물성 변화율이 큰데 이는 시편 표면의 질소는 열처리 중 확산에 의한 시편과의 분리 현상이 일어나지만 시편의 중간층은 trap현상에 의하여 시편에 남아있어 질소의 영향을 받아 시편의 중간층이 더욱 질소 유량에 따른 영향이 큰 것을 확인하였다. 이 결과로부터 W-C-N 박막은 첨가된 질소의 유량에 따라 박막의 안정도가 결정된 다는 것을 알았다. 본 연구에서 시편은 rf magnetron sputtering 방법으로 제작하였고 연속압입 실험은 Hysitron사의 Triboindenter를 이용하였다. Indenting에 사용된 압입팁은 Berkovich tip을 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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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.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2004.11a
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• pp.195-198
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• 2004

실리콘 산화막 위에 구리 확산 방지막으로서 W-N 박막을 $NH_3$ 펄스 플라즈마를 이용한 원자층 증착방법으로 형성하였다. 플라즈마 원자층 증착방법 (PPALD)은 일반적인 원자층 증착방법(ALD)의 성장 기구를 그대로 따라 간다. 그러나 일반적인 ALD 방법에 의해 증착한 W-N 박막에 비해 PPALD 방법으로 증착한 W-N 박막은 F 함유량과 비저항이 감소하였고 열적 안정성에 대한 특성도 향상되었다. 또한 $WF_6$ 가스는 실리콘 산화막과 반응을 하지 않기 때문에 $WF_6$ 가스와 $NH_3$ 가스를 사용해서 ALD 증착방법으로 실리콘 산화막 위에 W-N 박막을 증착하기 어려운 문제점(8,9)을 $NH_3$ 반응종으로 실리콘 산화막 표면을 먼저 변형시켜 $WF_6$ 가스가 산화막과 반응을 할 수 있게 함으로써 ALD 방법으로 W-N 박막을 실리콘 산화막 위에 증착 할 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.19 no.2
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• pp.61-67
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• 2009

Electrolessly deposited Co (Re,P) was investigated as a possible capping layer for Cu wires. 50 nm Co (Re,P) films were deposited on Cu/Ti-coated silicon wafers which acted as a catalytic seed and an adhesion layer, respectively. To obtain the optimized bath composition, electroless deposition was studied through an electrochemical approach via a linear sweep voltammetry analysis. The results of using this method showed that the best deposition conditions were a $CoSO_4$ concentration of 0.082 mol/l, a solution pH of 9, a $KReO_4$ concentration of 0.0003 mol/l and sodium hypophosphite concentration of 0.1 mol/L at $80^{\circ}C$. The thermal stability of the Co (Re,P) layer as a barrier preventing Cu was evaluated using Auger electron spectroscopy and a Scanning calorimeter. The measurement results showed that Re impurities stabilized the h.c.p. phase up to $550^{\circ}C$ and that the Co (Re,P) film efficiently blocked Cu diffusion under an annealing temperature of $400^{\circ}C$ for 1hr. The good barrier properties that were observed can be explained by the nano-sized grains along with the blocking effect of the impurities at the fast diffusion path of the grain boundaries. The transformation temperature from the amorphous to crystal structure is increased by doping the Re.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.6 no.1
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• pp.31-37
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• 1999

In this study, the thermal property and adhesion of the electroless-deposited Cu thin film were investigated. The multilayered structure of Cu /TaN /Si was fabricated by electroless-depositing the Cu thin layer on the TaN diffusion barrier which was deposited by MOCVD on the Si substrate. The thermal stability was investigated by measuring the resistivity as post-annealing temperature for the multilayered Cu /TaN /Si specimen which was annealed at atmospheres of $H_2$and Ar gases, respectively. The adhesion strength of Cu films was evaluated by the scratch test. The adhesion of the electroless-deposited Cu film was compared with other deposition methods of thermal evaporation and sputtering. The scratch test showed that the adhesion of electroless plated Cu film on TaN was better than that of sputtered Cu film and evaporated Cu film.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.49 no.1
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• pp.54-61
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• 2016

Screen printing of commercially available Ag paste is the most widely used method for the front side metallization of Si solar cells. However, the metallization using Ag paste is expensive and needs high temperature annealing for reliable contact. Among many metallization schemes, Ni/Cu/Sn plating is one of the most promising methods due to low contact resistance and mass production, resulting in high efficiency and low production cost. Ni layer serves as a barrier which would prevent copper atoms from diffusion into the silicon substrate. However, Ni based schemes by electroless deposition usually have low thermal stability, and require high annealing process due to phosphorus content in the Ni based films. These problems can be resolved by adding W element in Ni-based film. In this study, Ni-W-P alloys were formed by electroless plating and properties of it such as sheet resistance, resistivity, specific contact resistivity, crystallinity, and morphology were investigated before and after annealing process by means of transmission line method (TLM), 4-point probe, X-ray diffraction (XRD), and Scanning Electron Microscopy (SEM).