• 대한전기학회논문지
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• 제41권5호
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• pp.483-491
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• 1992

Plasma silicon oxynitride film has been applied as a final passivation layer for semiconductor devices, because it has high resistance to humidity and prevents from alkali ion's penetration, and has low film stress. Structure properties of plasma silicon oxynitride film have been studied experimentally by the use of FT-IR, AES, stress gauge and ellipsometry. In this experiment,Si-N bonds increase as NS12TO/(NS12TO+NHS13T) gas ratio increases. Peaks of Si-N bond, Si-H bond and N-H bond were shifted to high wavenumber according to NS12TO/(NS12TO+NHS13T) gas ratio increase. Absorption peaks of Si-H bond were decreased by furnace anneal at 90$0^{\circ}C$. The atomic composition of film represents that oxygen atoms increase as NS12TO/(NS12TO+NHS13T) gas ratio increases, to the contrary, nitrogen atoms decrease.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제9권1호
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• pp.6-11
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• 2008

In this study, we investigated effects of hydrogen annealing (HA) and plasma nitridation (PN) applied in order to improve $Si/SiO_2$ interface characteristics of TiN metal gate. In result, HA and PN showed a positive effect decreasing number of interface state $(N_{it})$ respectively. After FN stress for verifying reliability, however, we identified rapid increase of $N_{it}$ for TiN gate with HA, which is attributed to hydrogen related to a change of $Si/SiO_2$ interface characteristic. In contrast to HA, PN showed an improved Nit and gate oxide leakage characteristic due to several possible effects, such as blocking of Chlorine (Cl) diffusion and prevention of thermal reaction between TiN and $SiO_2$.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권5호
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• pp.224-230
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• 2001

초박막 게이트 유전막 및 비휘발성 기억소자의 게이트 유전막으로 연구되고 있는 $NO/N_2O$ 열처리된 재산화 질화산 화막의 특성을 D-SIMS(Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry), ToF-SIMS(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry), AES(Auger Electron Spectroscopy)으로 조사하였다. 시료는 초기산화막 공정후에 NO 및 $N_2O$ 열처리를 수행하였으며, 다시 재산화공정을 통하여 질화산화막내 질소의 재분포를 형성토록하였다. 재산화에 있어서 습식산화시 공정에 사용된 수소에 의한 영향으로 계면 근처에 축적된 질소가 Si≡N 결합을 쉽게 이탈함에 따라 방출이 촉진되어 건식산화에 비하여 질소의 감소가 더욱 두드러지게 나타났다. 재산화에 따른 질화산화막내 질소의 거동은 외부로의 방출과 기판으로의 확산이 동시에 나타난다. 재산화후 질화산화막내 축적된 질소의 결합종을 분석한 결과, 초기산화막 계면근처의 질소는 SiON의 결합종이 주도적으로 나타나는 반면 재산화 후 새롭게 형성된 $Si-SiO_2$ 계면근처로 확산한 질소는 $Si_2NO$ 결합종이 주로 검출된다. SiON에 의한 질소의 미결합손과 $Si_2$NO에 의한 실리콘의 미겨랍손은 기억특성에 기여하는 결함을 포함하기 때문에 재산화 질화산화막내 존재하는 SiON과 $Si_2$NO 결합종은 모두 전하트랩의 기원과 관련된 결합상태로 예상된다.

• ETRI Journal
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• 제16권1호
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• pp.45-57
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• 1994

The effects of reactive ion etching (RIE) of $SiO_2$ layer in $CHF_3/C_2F_6$ on the underlying Si surface have been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), secondary ion mass spectrometer, Rutherford backscattering spectroscopy, and high resolution transmission electron microscopy. We found that two distinguishable modified layers are formed by RIE : (i) a uniform residue surface layer of 4 nm thickness composed entirely of carbon, fluorine, oxygen, and hydrogen with 9 different kinds of chemical bonds and (ii) a contaminated silicon layer of about 50 nm thickness with carbon and fluorine atoms without any observable crystalline defects. To search the removal condition of the silicon surface residue, we monitored the changes of surface compositions for the etched silicon after various post treatments as rapid thermal anneal, $O_2$, $NF_3$, $SF_6$, and $Cl_2$ plasma treatments. XPS analysis revealed that $NF_3$ treatment is most effective. With 10 seconds exposure to $NF_3$ plasma, the fluorocarbon residue film decomposes. The remained fluorine completely disappears after the following wet cleaning.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.399-399
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• 2013

Metal silicides는 Si 기반의microelectronic devices의 interconnect와 contact 물질 등에 사용하기 위하여 그 형성 mechanism과 전기적 특성에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 이 중 Rare-earth(RE) silicides는 저온에서 silicides를 형성하고, n-type Si과 낮은 Schottky Barrier contact (~0.3 eV)을 이룬다. 또한 낮은 resistivity와 Si과의 작은 lattice mismatch, 그리고 epitaxial growth의 가능성, 높은 thermal stability 등의 장점을 갖고 있다. RE silicides 중 ytterbium silicide는 가장 낮은 electric work function을 갖고 있어 n-channel schottky barrier MOSFETs의 source/drain으로 주목받고 있다. 또한 Silicon 기반의 CMOSFETs의 성능 향상 한계로 인하여 germanium 기반의 소자에 대한 연구가 이루어져 왔다. Ge 기반 FETs 제작을 위해서는 낮은 source/drain series/contact resistances의 contact을 형성해야 한다. 본 연구에서는 저접촉 저항 contact material로서 ytterbium germanide의 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. HRTEM과 EDS를 이용하여 ytterbium germanide의 미세구조 분석과 면저항 및 Schottky Barrier Heights 등의 전기적 특성 분석을 진행하였다. Low doped n-type Ge (100) wafer를 1%의 hydrofluoric (HF) acid solution에 세정하여 native oxide layer를 제거하고, 고진공에서 RF sputtering 법을 이용하여 ytterbium 30 nm를 먼저 증착하고, 그 위에 ytterbium의 oxidation을 방지하기 위한 capping layer로 100 nm 두께의 TiN을 증착하였다. 증착 후, rapid thermal anneal (RTA)을 이용하여 N2 분위기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$에서 각각 1분간 열처리하여 ytterbium germanides를 형성하였다. Ytterbium germanide의 미세구조 분석은 transmission electron microscopy (JEM-2100F)을 이용하였다. 면 저항 측정을 위해 sulfuric acid와 hydrogen peroxide solution (H2SO4:H2O2=6:1)에서 strip을 진행하여 TiN과 unreacted Yb을 제거하였고, 4-point probe를 통하여 측정하였다. Yb germanides의 면저항은 열처리 온도 증가에 따라 감소하다 증가하는 경향을 보이고, $400{\sim}500^{\circ}C$에서 가장 작은 면저항을 나타내었다. HRTEM 분석 결과, deposition 과정에서 Yb과 Si의 intermixing이 일어나 amorphous layer가 존재하였고, 열처리 온도가 증가하면서 diffusion이 더 활발히 일어나 amorphous layer의 두께가 증가하였다. $350^{\circ}C$ 열처리 샘플에서 germanide/Ge interface에서 epitaxial 구조의 crystalline Yb germanide가 형성되었고, EDS 측정 및 diffraction pattern을 통하여 안정상인 YbGe2-X phase임을 확인하였다. 이러한 epitaxial growth는 면저항의 감소를 가져왔으며, 열처리 온도가 증가하면서 epitaxial layer가 증가하다가 고온에서 polycrystalline 구조의 Yb germanide가 형성되어 면저항의 증가를 가져왔다. Schottky Barrier Heights 측정 결과 또한 면저항 경향과 동일하게 열처리 증가에 따라 감소하다가 고온에서 다시 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.20-26
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• 2001

(hfac)Cu(1, 5-DMCOD)(1, 1, 1, 5, 5, 5-Hexafluoro-2, 4-pentanedionato Cu(I) 1, 5-dimethyl-cyclooctadine) 전구체와 He 운반기체를 이용하여 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 방법으로 Cu 박막을 형성하였으며, He 운반기체와 함께 $H_2$ gas 및 H(hfac) Ligand의 첨가가 Cu 박막 형성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. He운반기체만을 사용한 경우, Cu 박막의 증착율은 기판온도 180~$230^{\circ}C$에서 20~$125{\AA}/min$ 정도로 낮은 값을 보였으며, 특히 기판온도 $190^{\circ}C$에서는 매우 얇은 두께 ($700{\AA}$)이면서 낮은 비저항($2.8{\mu}{\Omega}cm$)을 갖는 Cu 박막이 형성됨을 알 수 있었다 He 운반기체와 함께 환원가스(H$_2$) 및 화학첨가제 (H (hfac) ligand)의 첨가 실험에서는 낮은 기판온도 ($180~190^{\circ}C$) 구간에서 현저하게 증착율이 증가하였으며 얇은 두께 (~$500{\AA}$)의 Cu 박막이 낮은 비저항(3.6~$2.86{\mu}{\Omega}cm$)을 갖는 것으로 나타났다. 또한 얇은 두께의 MOCVD Cu박막들의 표면 반사도(reflectance)는 $300^{\circ}C$에서 열처리한 sputter Cu의 반사도에 근접하는 우수한 surface morphology를 보였다 결국, (hfac)Cu(1,6-DMCOD) 전구체를 이용하여 얻어진 MOCVD Cu박막은 얇은 두께에서 낮은 비저항을 갖는 우수한 막질을 보였으며, Electrochemical deposition공정에서 conformal seed layer로써의 적용이 가능할 것으로 기대된다.