• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권4호
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• pp.29-35
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• 2004

암모니아 펄스플라즈마를 이용하여 $WF_6$ 가스와 $NH_3$ 가스를 교대로 흘려줌으로써 Si 기판위에 질화텅스텐 확산방지막을 증착하였다. $WF_6$ 가스는 Si과 반응하여 표면침식이 과도히 발생하였으나 암모니아 ($NH_3$)가스를 펄스 플라즈마를 인가하여 $WF_6$와 같이 사용하면 Si 표면을 질화처리 함으로써 표면침식을 막아주며 질화텅스텐 박막을 쉽게 증착할 수 있었다. 그 이유는 암모니아 가스의 분해를 통한 Si 기판의 흡착을 용이하게 하여 질화텅스텐 박막 증착이 가능하기 때문이다. 이러한 증착 미케니즘과 암모니아 펄스 플라즈마 효과에 대하여 조사하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.150-155
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• 2004

This study attempts to form a TiN barrier layer against Cu diffusion by the easier and more convenient method. In this new approach, Ti was sputter-deposited, and nitrided by heat-treating in the NH$_3$ambient. Sheet resistance of as-deposited Ti was 20 Ω/$\square$, but increased to 195 Ω/$\square$ after the heat-treatment at 30$0^{\circ}C$, and lowered to 120 Ω/$\square$ after the heat-treatment at 50$0^{\circ}C$, and $600^{\circ}C$. AES results for these thin films confirmed that the atomic ratio of Ti and N was close to 1:1 at or above 40$0^{\circ}C$ heat-treatment. However, it was also found that excessive oxygen was contained in the TiN layer. To examine the barrier property against Cu diffusion, 100nm Cu was deposited on the TiN layer and then annealed at 40$0^{\circ}C$ for 40 min.. Cu remained at the surface without diffusing into the Si layer.

• 한국자기학회지
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• 제16권1호
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• pp.75-78
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• 2006

텅스턴-보론-카본질소 화합물 박막(W-B-C-N)을 만들기 위하여 박막내에 보론과 카본 그리고 질소의 불순물을 주입한 다음 결정구조를 조사하였으며, 이러한 박막의 식각 특성을 조사하기 위하여 고온에서 열처리한 다음 Cu박막을 W-B-C-N 박막위에 증착한 다음에 열처리하였고 여기에서 열적인 특성을 조사하였다. $1000\;{\AA}$의 박막을 RF magnetron sputtering방법을 이용하여 증착한 후에 박막의 전기적구조적인 특성을 측정하였으며, scratch test를 통해 박막의 결합력을 측정하였고, XRD측정을 통하여 결정성을 조사하였으며, 열처리한 후 etching을 하여 nomarski 현미경을 통하여 확산방지막의 안정성을 조사하였다. 이로부터 확산방지막내의 보론과 카본 질소 등의 불순물이 들어감에 따라 Cu가 Si 속으로 얼마나 들어가는가를 효과적으로 조사하였다. W-B-C-N 확산방지막의 역할은 $850^{\circ}C$까지 고온 열처리를 하는 경우에 Cu 원자가 Si 속으로 확산되어 나가는 것을 효과적으로 방지하는 것을 알 수 있었다. 텅스텐-보론-카본질소 화합물 박막의 비저항은 질소 가스의 유량비를 조절함으로써 쉽게 조절할 수 있었으며, 텅스텐-보론-카본-질소 화합물 박막은 Cu 확산방지막으로 적용했을 때 적절한 질소 농도가 들어간 확산방지막에서는 효과적으로 Cu의 확산을 방지하는 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.169-169
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• 2000

최근 반도체 소자의 초고집적화 현상에 따라 기존의 Al-base 합금에 대한 한계에 달하면서 그에 대한 대체 물질로 Cu가 관심을 모으게 되었고 그럼으로써 Cu metallization을 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. Cu는 Al-base 합금계보다 비저항이 낮고, 녹는점이 높으며, 또한 electromigration 특성이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 공학적인 면에서 이미 이들 계에 대한 adhesion 및 전기적 특성에 대한 많은 연구가 있어왔지만, 이들 특성 변화에 대한 물리적 의미를 제공할 만한 기초 자료들이 부족한 상태이다. 본 연구에서는 부도체인 polyimide 박막과 diffusion barrier인 TiN 박막위에서의 Cu 박막성장에 따르는 interface chemical reaction의 변화를 XPS를 이용하여 관찰함으로서 이들 계에 있어서의 adhesion과의 관계를 조사하였다. 그리고 XPS를 이용한 modified surface accumulation method를 적용시켜 TiN diffusion barrier를 통한 Cu의 grain boundary diffusion 상수들을 측정하였다. Cu/TiN system의 경우에는 interface chemical reaction이 일어나지 않았지만 Cu/polymide system에 있어서는 boundary diffusivity는 특히 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 영역에서, Db=60$\times$10-11exp[-0.29/(kBT)]cm2/sec 이었다.

• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.26-31
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• 2004

Using gravimetry, we have studied the diffusion of water into sulfonated polystyrene ionomers. Diffusion coefficients were calculated from Fick's equation. The water sorption was found to be dependent on the ion content (3.6-11 mol％) and the nature of the cation (H, Na, Li, or Zn). The sorption kinetics indicates a slight deviation from Fickian behavior. We used the analytical solution of Fick's equation to evaluate the concentration profiles, which are in good agreement with the experimental results.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권3호
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• pp.19-24
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• 2009

3차원 패키지용 고종횡비 TSV(through-Si via)를 이용한 배선 공정에서 via 충진을 위한 대표적인 방법중의 하나가 via 내부에 $SiO_2$ 절연막을 형성한 다음 Sputtering법으로 접착/확산방지막 및 씨앗층을 형성하고 전해도금법으로 Cu를 충진하는 방법이다. 본 연구에서는 Cu 박막과 $SiO_2$ 절연막 사이에 reactive sputtering법으로 증착한 $TaN_x$ 박막의 조성에 따른 접착특성 및 확산방지막특성을 연구하였다. $TaN_x$ 박막의 질소함량에 따른 Cu 박막과 $SiO_2$ 절연막사이의 접착력을 $180^{\circ}$ peel test와 topple test를 이용하여 정량적으로 측정하였다. $TaN_x$ 박막 내 질소함량이 증가함에 따라 접착력은 더욱 증가하였는데, 이는 질소함량이 증가함에 따라 $TaN_x$ 박막과 $SiO_2$ 절연막사이의 계면에서 계면반응물의 생성이 증가하였기 때문으로 해석된다. 고온에서 열처리를 통하여 Cu에 대한 확산방지막으로서의 특성을 조사한 결과, $TaN_x$ 박막은 Ta 박막에 비하여 우수한 Cu에 대한 확산방지 특성을 보였으며 N/Ta성분비 1.4까지는 $TaN_x$ 박막내 질소함량의 증가에 따라 확산방지특성도 향상되었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제2권2호
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• pp.5-8
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• 2003

In this study, as Cu diffusion barrier, tantalum nitrides were successfully deposited on Si(100) substrate and $SiO_2$ by plasma assisted atomic layer deposition(PAALD) and thermal ALD, using pentakis (ethylmethlyamino) tantalum (PEMAT) and NH$_3$ as precursors. The TaN films were deposited at $250^{\circ}C$ by both method. The growth rates of TaN films were 0.8${\AA}$/cycle for PAALD and 0.75${\AA}$/cycle for thermal ALD. TaN films by PAALD showed good surface morphology and excellent step coverage for the trench with an aspect ratio of h/w -1.8:0.12 mm but TaN films by thermal ALD showed bad step coverage for the same trench. The density for PAALD TaN was 11g/cmand one for thermal ALD TaN was 8.3g/$cm^3$. TaN films had 3 atomic % carbon impurity and 4 atomic % oxygen impurity for PAALD and 12 atomic % carbon impurity and 9 atomic % oxygen impurity for thermal ALD. The barrier failure for Cu(200 nm)/TaN(10 nm)/$SiO_2$(85 nm)/ Si structure was shown at temperature above $700^{\circ}C$ by XRD, Cu etch pit analysis.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.123-124
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• 2005

We investigated the effect of a Ta/TaN Cu diffusion barrier existence on the reliability and the electrical performance of Cu dual-damascene interconnects. A high EM performance in Cu dual-damascene structure was observed the BCV(barrier contact via) interconnect structure to remain Ta/TaN barrier layer. Via resistance was decreased DCV interconnect structure by bottomless process. This structure considers that DCV interconnect structure has lower activation energy and higher current density than BCV interconnect structure. The EM failures by BCV via structure were formed at via hole, but DCV via structure was formed EM fail at the D2 line. In order to improve the EM characteristic of DCV interconnect structure by bottomless process, after Ta/TaN diffusion barrier layer in via bottom is removed by Ar+ resputtering process, it is desirable that Ta thickness is thickly made by Ta flash process.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권4호
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• pp.439-455
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• 2020

Numerical model was developed that simulates radionuclide (3H and 14C) transport modeling at the 2nd phase facility at the Wolsong LILW Disposal Center. Four scenarios were simulated with different assumptions about the integrity of the components of the barrier system. For the design case, the multi-barrier system was shown to be effective in diverting infiltration water around the vaults containing radioactive waste. Nevertheless, the volatile radionuclide 14C migrates outside the containment system and through the unsaturated zone, driven by gas diffusion. 3H is largely contained within the vaults where it decays, with small amounts being flushed out in the liquid state. Various scenarios were examined in which the integrity of the cover barrier system or that of the concrete were compromised. In the absence of any engineered barriers, 3H is washed out to the water table within the first 20 years. The release of 14C by gas diffusion is suppressed if percolation fluxes through the facility are high after a cover failure. However, the high fluxes lead to advective transport of 14C dissolved in the liquid state. The concrete container is an effective barrier, with approximately the same effectiveness as the cover.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2005년도 추계학술발표회 및 workshop
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• pp.132-133
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• 2005