• 한국진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.126-130
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• 2013

PSG/$SiO_2$ 보호막 처리된 Al-1%Si 박막배선 내 sodium (Na)과 수분($H_2O$) 게터링(gettering) 현상을 측정, 분석하였다. PSG/$SiO_2$ 보호막과 Al-1%Si 박막을 상압CVD (APCVD: atmosphere pressure chemical vapor deposition)법과 DC 마그네트론 스퍼터로 각각 증착하였고, 이차이온 질량분석기(SIMS: secondary ion mass spectrometry)를 이용한 깊이분포측정(depth profiling) 분석을 통해 PSG/$SiO_2$ 보호막으로부터 Al-1%Si 박막배선 층까지의 sodium과 수분 등 성분들의 분포를 확인하였다. Sodium과 수분 피크 모두 Al-1%Si 박막배선 내부보다는 막 간 계면에서 강하게 나타났다. PSG와 $SiO_2$ 보호막 계면에서는 sodium 피크는 관찰되었지만 수분 피크는 관찰되지 않았다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.90-96
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• 1985

PECVD장비를 사용하여 PSG를 증착하고 막의 유전 및 보호막 특성을 조사하였다. X-선 형광분석으로 PSG내의 인 농도를 분석한 결과 약 8m/o에서 포화되었다. 인 함량에 대한 PSC의 적외선 홉수율, 식각속도 및 시트저항등의 변화도 비교하였다. APCVD와 PECV각에 대한 유전특성, 스텝 커버리지, 크랙저항과 게터링효과를 검토하였다. PECVD산화막은 비중 2.4g/㎤, 굴절율 1.53, 항복전장 11-13MV/cm의 값을 가졌고 크랙저항도 APCVD산화막 보다 우수하였다 2m/o의 인을 포함하는 PECVD PSG의 경우 양호한 스텝 커버리지와 게터링효과를 보였다. 공정변수에 대한 일련의 실험을 통하여 PECVD PSC 공정으로 보다 개선된 특성의 보초막을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.53-57
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• 1985

APCVD SiO2 또는 PSG 및 PECVD SiN막으로 구성된 이중 또는 삼중층의 반도체 표면보호막 구조의 특성을 층배합방법, 두께 등이 다른 여러 경우에 대하여 비교분석하였다. 문턱전압의 변동, 크랙 및 핀·홀의 발생, 내습성 등의 성질을 검토한 결과, 4,000Å 이상의 두께를 가진 PSG막과 6,000Å 두께의 SiN막으로 된 이중층이 표면보호막 구조로 가장 적합하다는 결론을 얻었다.

• 한국진공학회지
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• 제4권2호
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• pp.217-223
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• 1995

절연보호막에 따른 AI-1%Si 박막배선의 평균수명(MTF, Mean-Time-to-Failure) 및 electromigration에 대한 저항성, 즉 활성화에너지(Q)변화 등을 측정 비교하였다. 박막배선은 $5000\AA$두께로 열산화막 처리된 p-Si(100)기판위에 $7000\AA$의 AI-1%Si을 증착한 후 photolithography 공정으로 형성시켰다. Electromigration test를 위한 박막배선은 $3\mu$m의 폭과 $400\mu$m, $1600\mu$m의 두 가지 길이를 가지며 절연보호막 효과를 알아보기 위해 그 위에 $3000\AA$의 두께로 SiO2, PSG, Si3N4등 절연보호막을 APCVD 및 PECVD를 이용하여 각각 증착시켰다. 가속화 실험을 위해 인가된 전류밀도는 4.5X106A/cm2이었고 180, 210, $240^{\circ}C$온도에서 d.c. 인가 후의 저항변화를 측정하여 평균수명을 구한 후 Black 방정식을 이용하여 활성화에너지를 측정하였다. AI-1%Si 박막배선에서 electromigration에 대한 활성화에너지값은 $400\mu$m길이의 경우 0.44eV(nonpassivated), 0.45eV(Si3N4 passivated), 0.50 eV(PSG passivated), 그리고 0.66 eV(SiO2 passivated)로 각각 측정되었다. $1600\mu$m 길이의 AI-1%Si 박막배선 실험에서도 같은 절연보호막 효과가 관찰되었다. 따라서 SiO2, PSG, Si3N4등 절연보호막은 AI-1%Si 박막배선에서의 electromigration에 대한 저항력을 높여 결함방지효과를 보이며 수명을 향상시킨다. SiO2의 절연보호막의 경우가 AI-1%Si 박막배선의 electromigration에 대한 가장 강한 저항력을 보이며 평균수명도 높게 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.327-333
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• 1995

전자소자의 축소화에 따라 박막배선에서의 electromigration은 점차 극소전자 디바이스의 주요 결함원인으로 부각되고 있다. 본 실험에서는 현재 박막 배선 재료로 가장 널리 사용되고 있는 AI-1%Si 금속박막배선의 electromigration에 대한 온도 및 배선길이의 의존성에 관하여 연구하였다. PSG($8000AA$)/SiO2(1000$\AA$)/AI-1%Si(7000$\AA$)/SiO2(5000$\AA$)/p-Si(100)의 보호막처리되지 않은 시편 등을 standard photolithography 공정을 이용하여 각각 제작하였다. 선폭 3$\mu$m, 길이 100, 400, 800, $\1600mu$m등의 AI-1%Si 배막배선구조를 사용하였다. 가속화실험을 위해 인가된 d.c.전류밀도는 4.5X106A/$ extrm{cm}^2$이었고 실온에서 $100^{\circ}C$까지의 분위기 온도에서 electromigration test를 진행하였다. 박막배선의 길에에 따른 MTF(Mean-Time-to-Failure)는 임계길이 이상에서 포화되는 경향을 보이며 이는 보호막층의 유무에 관계없이 나타난다. 선폭 $3\mu$m인 AI-1%Si 박막배선에서 임계길이는, 보호막처리된 시편은 $800\mu$m, 보호막처리되지 않은 시편은 $400\mu$m 배선길이에서 나타난다. 이러한 포화의 경향은 낮은 온도에서 더욱 명확해지는 특성을 보인다. 각 시편에서 electromigration에 대한 활성화에너지도 MTF의 특성과 유사하게 임계길이 이상에서 포화되는 특성을 보인다.