• 제목/요약/키워드: PAALD(Plasma assisted atomic layer deposition)

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ALD법과 PAALD법을 이용한 Cu 확산방지막용 TaN 박막의 특성 비교 및 분석

  • 나경일;박세종;부성은;정우철;이정희
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2003년도 춘계학술대회 발표 논문집
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    • pp.106-111
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    • 2003
  • Tantalum nitride(TaN) films were deposited by atomic layer deposition(ALD) and plasma assisted atomic layer deposition(PAALD). The deposition of the TaN thin film has been performed using pentakis (ethylmethlyamino) tantalum (PEMAT) and ammonia($NH_3$) as precursors at temperature of $250^{\circ}C$, where the temperature was proven to be ALD window for TaN deposition from our previous experiments. The PAALD deposited TaN film shows better physical properties than thermal ALD deposited TaN film, due to its higher density$(~11.59 g/\textrm{cm}^3$) and lower carbon(~ 3 atomic %) and oxygen(~ 4 atomic %) concentration of impurities.

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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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PAALD 방법을 이용한 TaN 박막의 구리확산방지막 특성 (Characteristics of TaN Film as to Cu Barrier by PAALD Method)

  • 부성은;정우철;배남진;권용범;박세종;이정희
    • 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.

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고효율 결정질 실리콘 태양전지 위한 Al2O3 박막의 패시베이션 향상 연구

  • 신경철;민관홍;이정인;강민구;김동환;송희은
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.418.1-418.1
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    • 2016
  • Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 증착된 aluminum oxide ($Al_2O_3$)는 우수한 패시베이션 특성을 가지고 있다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 화학적 패시베이션에 의한 실리콘 표면을 패시베이션 할 수 있다. 또한 $Al_2O_3$는 강한 고정전하를 가져 전계 효과 패시베이션을 할 수 있다. 따라서 $Al_2O_3$ 박막을 태양전지에 적용할 경우 높은 효율을 기대할 수 있다. 실리콘 태양전지를 제작하기 위해 소성공정(> $800^{\circ}C$)은 필수이다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 소성공정시 수소가스를 방출하여 $Al_2O_3$ 박막에 블리스터를 형성시킨다. 이 블리스터는 $Al_2O_3/Si$ 계면에서 발생하여 패시베이션 특성을 감소시킨다. 블리스터를 억제하기 위해 수소의 양을 조절할 필요가 있다. 이 실험에서는 plasma-assisted atomic layer deposition (PAALD)으로 $Al_2O_3$를 증착하였다. PAALD의 RF power를 200 W부터 800 W까지 조절하여 $Al_2O_3$ 막에 포함되는 OH의 농도를 조절하였다. $Al_2O_3$ 박막에 포함되는 OH 농도는 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 이용하여 분석하였다. 열처리공정 후, 화학적 패시베이션에 의한 유효 반송자 수명 (${\tau}_{eff}$) 향상이 나타났다 소성공정 후 블리스터가 형성되지 않는 조건에서 화학적 패시베이션과 전계 효과 패시베이션에 의해 ${\tau}_{eff}$가 증가하였다. 블리스터가 형성되었을 때 기존 논문들과 같이 패시베이션 특성이 감소하였다. 패시베이션 특성의 감소는 블리스터에 의한 화학적 패시베이션의 감소 때문이며 전계 효과 패시베이션은 오히려 증가하였다. 이를 통해 고온에서 열안정성을 갖는 $Al_2O_3$ 박막을 만들었으며 블리스터가 형성되지 않았고 패시베이션 특성이 증가하였다.

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PAALD 방법을 이용한 TaN 박막의 구리확산방지막 특성

  • 부성은;정우철;배남진;권용범;박세종;이정희
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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    • pp.14-19
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    • 2002
  • In this study, as Cu diffusion barrier, tantalum nitrides were successfully deposited on Si(100) substrate and SiO2 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 on $250^{\circ}$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 - $1.8 : 0.12 \mu\textrm{m}$ but TaN films by thermal ALD showed bad step coverage for the same trench. The density for PAALD TaN was $11g/\textrm{cm}^3$ and one for thermal ALD TaN was $8.3g/\textrm{cm}^3$. 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(200nm)/TaN(l0nm)/$SiO_2(85nm)$/Si structure was shown at temperature above $700^{\circ}$C by XRD, Cu etch pit analysis.

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