• 제목/요약/키워드: Diffusion barrier

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W-C-N 확산방지막의 격자상수 변화 분석을 통한 특성 연구 (Analysis of Lattice constants change for study of W-C-N Diffusion)

  • 김수인;이창우
    • 한국진공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.109-112
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    • 2008
  • 고집적화된 반도체 소자 기술은 나날이 발전하고 있다. 특히 금속 배선을 위한 박막제조 공정에서 배선 선폭은 감소하고 있으며, 그 길이는 더욱 증가하게 되었다. 이러한 상황에서 금속 배선 물질에 대한 연구가 진행 되었고 그 결과 Cu가 그 대안으로 인식되었다. 하지만 Cu는 저온에서도 Si기판과 반응하므로 인하여 접촉면의 저항이 급격히 증가하여 소자로써의 기능이 불가능하게 되는 단점이 있다. 따라서 이러한 Cu와 Si기판 사이의 반응을 효과적으로 방지할 확산방지막의 개발이 필수 요건이 되었다. 본 연구는 Cu의 확산을 방지하는 W-C-N 확산방지막에 대한 연구로 질소비율과 열처리 온도를 변화하여 실험하였으며, 특히 격자상수 변화를 통하여 W-C-N 확산방지의 특성에 대하여 연구하였다.

Plasma Assisted ALD 장비 계발과 PAALD법으로 증착 된 TaN 박막의 전기적 특성 (Development of Plasma Assisted ALD equipment and electrical characteristic of TaN thin film deposited PAALD method)

  • 도관우;김경민;양충모;박성근;나경일;이정희;이종현
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 춘계 학술대회
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    • pp.139-145
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    • 2005
  • In the study, in order to deposit TaN thin film using diffusion barrier and bottom electrode we made the Plasma Assisted ALD equipment and confirmed the electrical characteristic of TaN thin films deposited PAALD method, PAALD equipment depositing TaN thin film using PEMAT(pentakis(ethylmethlyamlno) tantalum) Precursor and $NH_3$ reaction gas is aware that TaN thin film deposited of high density and amorphous phase with XRD measurement The degree of diffusion and react ion taking place in Cu/TaN(deposited using 150 W PAALD)/$SiO_2$/Si systems with increasing annealing temperature was estimated from MOS capacitor property and the $SiO_2(600\;\AA)$/Si system surface analysis by C-V measurement and secondary ion material spectrometer(SIMS) after Cu/TaN/$SiO_2(400\;\AA)$ system etching. TaN thin film deposited PAALD method diffusion barrier have a good diffusion barrier property up to $500^{\circ}C$.

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Plasma Assisted ALD 장비 계발과 PAALD법으로 증착 된 TaN 박막의 전기적 특성 (Development of Plasma Assisted ALD equipment and Electrical Characteristic of TaN thin film deposited PAALD method)

  • 도관우;김경민;양충모;박성근;나경일;이정희;이종현
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.39-43
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    • 2005
  • In the study, in order to deposit TaN thin film for diffusion barrier and bottom electrode we made the Plasma Assisted ALD equipment and confirmed the electrical characteristics of TaN thin films grown PAALD method. Plasma Assisted ALD equipment depositing TaN thin film using PEMAT(pentakis(ethylmethlyamino) tantalum) precursor and NH3 reaction gas is shown that TaN thin film deposited high density and amorphous phase with XRD measurement. The degree of diffusion and reaction taking place in Cu/TaN (deposited using 150W PAALD)/$SiO_{2}$/Si systems with increasing annealing temperature was estimated for MOS capacitor property and the $SiO_{2}$, (600${\AA}$)/Si system surface analysis by C-V measurement and secondary ion material spectrometer (SIMS) after Cu/TaN/$SiO_{2}$ (400 ${\AA}$) layer etching. TaN thin film deposited PAALD method diffusion barrier have a good diffusion barrier property up to 500$^{\circ}C$.

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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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팔라듐 합금 수소분리막의 내구성 향상 (Improvement in Long-term Stability of Pd Alloy Hydrogen Separation Membranes)

  • 김창현;이준형;조성태;김동원
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.11-22
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    • 2015
  • Pd alloy hydrogen membranes for hydrogen purification and separation need thermal stability at high temperature for commercial applications. Intermetallic diffusion between the Pd alloy film and the porous metal support gives rise to serious problems in long-term stability of Pd alloy membranes. Ceramic barriers are widely used to prevent the intermetallic diffusion from the porous metal support. However, these layers result in poor adhesion at the interface between film and barrier because of the fundamentally poor chemical affinity and a large thermal stress. In this study, we developed Pd alloy membranes having a dense microstructure and saturated composition on modified metal supports by advanced DC magnetron sputtering and heat treatment for enhanced thermal stability. Experimental results showed that Pd-Cu and Pd-Ag alloy membranes had considerably enhanced long-term stability owing to stable, dense alloy film microstructure and saturated composition, effective diffusion barrier, and good adhesive interface layer.

AI planarization 기술에서 MOCVD TiN 박막의 barrier 특성 (Diffusion barrier properties of MOCVD TiN thin film for AI planarization technology)

  • 홍정의;김창렬;김준기;변정수;나관구;김우식
    • 한국진공학회지
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    • 제4권S1호
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    • pp.21-27
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    • 1995
  • AI planarization 공정을 위한 barrier로서 CVD 및 PVD 방법에 의해 증착된 TiN 박막의 특성에 대하여 연구하였다. CVD TiN은 TDMAT source를 사용한 MOCVD방법으로 증착하였으며, PVD TiN은 1:1 aspect ratio(A/R)를 갖는 collimator를 사용한 reactive wputtering법으로 증착하였다. AES, SEM을 이용하여 CVD TiN과 PVD TiN의 조성을 분석하고 barrier 특성을 평가하였다. CVD TiN, PVD TiN 모두 400$\AA$의 두께와 RTA 처리에 의해서 AI planarization에 대한 양호한 barrier 특성을 확보할 수 있었다.

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Pt-GaAs Schottky Barrier Diode의 Computer Simulation (Computer Simulation of Pt-GaAs Schottky Barrier Diode)

  • 윤현로;홍봉식
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.101-107
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    • 1990
  • 본 논문에서 유한차분법을 이용하여 Pt-GaAs Schottky Barrier Diode(SBD)를 일차원으로 simulation하였다. 반도체의 지배방정식인 포아송 방정식(poisson equation)과 전류연속 방정식)current continuity equation)을 이산화 시킨 다음 Newton-Raphson 방법으로 선형화시켜서 가우스 소거법으로 해가 수렴할 때까지 반복적으로 풀었다. 이 SBD의 해석에 필요한 경계조건은 열전자방출-확산이론(thermionic emission-diffusion theory)으로부터 Schottky Barrier의 경계조건을 취하였다. 에피층을 갖는 SBD를 모델링하여 인가전압에 따른 다이오드에서의 전위와 전자의 분포를 simulation 하였다. 전위에 따라 변하는 접속층을 고려하여 실험치와 잘 일치하는 결과를 얻었다.

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MO-COMPOUNDS AS A DIFFUSION BARRIER BETWEEN Cu AND Si

  • Kim, Ji-Hyung;Lee, Yong-Hyuk;Kwon, Yong-Sung;Yeom, Geun-Young;Song, Jong-Han
    • 한국표면공학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.683-690
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    • 1996
  • In this study, the diffusion barrier properties of $1000 \AA$ thick molybdenum compounds (Mo, Mo-N, $MoSi_2$, Mo-Si-N) were investigated using sheet resistance measurements, X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Scanning electron microscopy (SEM), and Rutherford backscattering spectrometry (RBS). Each barrier material was deposited by the dc magnetron sputtering, and annealed at 300-$800^{\circ}C$ for 30min in vacuum. Mo and $MoSi_2$ barrier were failed at low temperature due to Cu diffusion through grain bound-aries and defects of Mo thin film and the reaction of Cu with Si within $MoSi_2$ respectively. A failure temperature could be raised to $650^{\circ}C$-30min in the Mo barrier system and to $700^{\circ}C$-30min in the Mo-silicide system by replacing Mo and $MoSi_2$ with Mo-N and Mo-Si-N, respectively. The crystallization temperature in the Mo-silicide film was raised by the addition of $N_2$. It is considered that not only the N, stuffing effect but also the variation of crystallization temperature affects the reaction of Cu with Si within Mo-silicide. It was found that Mo-Si-N is more effective barrier than Mo, $MoSi_2$, or Mo-N to copper penetration preventing Cu reaction with the substrate for 30min at a temperature higher than $650^{\circ}C$.

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오염물질 확산방지를 위한 토목섬유 연직차수벽 연결부의 투수성능 평가 (Permeability Characteristics of Geosynthetics Vertical Barrier Connections for the Prevention of Contaminants Diffusion)

  • 박정준
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.1-9
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    • 2022
  • 연구목적: 본 연구에서는 토목섬유 연직차수시스템에 사용되는 팽창 지수재를 사용하여 지수재의 팽창에 따른 차수성능을 평가하였다. 연구방법: 토목섬유 연직차수 공법 적용시 연결부에 대한 투수능을 판단하기 위하여 ASTM D5887과 ASTM D6766을 준용하였다. 팽창 지수재를 각 용액에 포화시킨 후 시간경과에 따른 무게, 두께, 부피 변화를 분석하였으며, 토목섬유 연직차수벽 연결부에 팽창지수재를 설치하여 투수 특성을 평가하였다. 연구결과: 염수조건에서 지수재의 팽창반응 시간이 상대적으로 늘어남에 따라 투수능의 저하도 담수에서 보다 작은 감소폭을 나타내었다. 또한 토목섬유 연직차수재료의 결속 방법에 따라 롤 이음방식이 인터록 방식 보다 수두차에 의한 압력저항이 커서 차수성능이 다소 우수하게 나타났다. 결론: 주유소, 유류저장시설 및 산업단지 등 오염물의 유출을 추정할 수 있는 도심지 오염원에서는 오염물질 확산을 방지할 수 있는 사전대응 기술이 피해규모를 현격하게 감소시킬 수 있다.