• Journal of Korean Vacuum Science & Technology
• /
• 제5권1호
• /
• pp.11-18
• /
• 2001

Dielectric passivation effects on the EM(electromigration) have been a great interest with recent ULSI and multilevel structure tends in thin film interconnections of a microelectronic device. SiO$_2$, PSG(phosphosilicate glass), and Si$_3$N$_4$ passivation materials effects on the EM resistance were investigated by utilizing widely used Al-1%Si thin film interconnections. A standard photolithography process was applied for the fabrication of 0.7㎛ thick 3㎛ wide, and 200㎛ ~1600㎛ long Al-1%Si EM test patterns. SiO$_2$, PSG, and Si$_3$N$_4$ dielectric passivation with the thickness of 300 nm were singly deposited onto the Al-1%Si thin film interconnections by using an APCVD(atmospheric pressure chemical vapor deposition) and a PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) in order to investigate the passivation materials effects on the EM characteristics. EM tests were performed at the direct current densities of 3.2 $\times$ 10$\^$6/∼4.5 $\times$ 10$\^$6/ A/cm$^2$ and at the temperatures of 180 $\^{C}$, 210$\^{C}$, 240$\^{C}$, and 270$\^{C}$ for measuring the activation energies(Q) and for accelerated test conditions. Activation energies were calculated from the measured MTF(mean-time-to-failure) values. The calculated activation energies for the electromigration were 0.44 eV, 0.45 eV, and 0.50 eV, and 0.66 eV for the case of nonpassivated-, Si$_3$N$_4$passivated-, PSG passivated-, and SiO$_2$ passivated Al-1%Si thin film interconnections, respectively. Thus SiO$_2$ passivation showed the best characteristics on the EM resistance followed by the order of PSG, Si$_3$N$_4$ and nonpassivation. It is believed that the passivation sequences as well as the passivation materials also influence on the EM characteristics in multilevel passivation structures.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제1권1호
• /
• pp.84-93
• /
• 2001

An electromagnetic micro x-y stage for probe-based data storage (PDS) has been fabricated. The x-y stage consists of a silicon body inside which planar copper coils are embedded, a glass substrate bonded to the silicon body, and eight permanent magnets. The dimensions of flexures and copper coils were determined to yield $100{\;}\mu\textrm{m}$ in x and y directions under 50 mA of supplied current and to have 440 Hz of natural frequency. For the application to PDS devices, electromagnetic stage should have flat top surface for the prevention of its interference with multi-probe array, and have coils with low resistance for low power consumption. In order to satisfy these design criteria, conducting planar copper coils have been electroplated within silicon trenches which have high aspect ratio ($5{\;}\mu\textrm{m}$in width and $30{\;}\mu\textrm{m}$in depth). Silicon flexures with a height of $250{\;}\mu\textrm{m}$ were fabricated by using inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-RIE). The characteristics of a fabricated electromagnetic stage were measured by using laser doppler vibrometer (LDV) and dynamic signal analyzer (DSA). The DC gain was $0.16{\;}\mu\textrm{m}/mA$ and the maximum displacement was $42{\;}\mu\textrm{m}$ at a current of 180 mA. The measured natural frequency of the lowest mode was 325 Hz. Compared with the designed values, the lower natural frequency and DC gain of the fabricated device are due to the reverse-tapered ICP-RIE process and the incomplete assembly of the upper-sided permanent magnets for LDV measurements.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.117-117
• /
• 2009

최근 고집적화 구조는 저항(resistance)과 정전용량 (capacitance)에 의한 신호 지연 (RC delay) 증가로 인한 혼선 (cross-talk noise)과 전력소모 (power dissipation)등의 문제를 발생시킨다. 칩 성능에 영향을 미치는 제한인자를 최소화하기 위해서는 저저항 배선 금속과 저유전상수 (low-k)의 층간 절연막 (IMD, intermetal dielectric) 물질이 필요하다. 최근 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition)를 이용하여 증착시킨 유기살리케이트 (OSG, organosilicate glass)는 가장 유망한 저유전상수 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 제일원리 연구를 통하여 OSG의 전구체 중에 하나인 DEMS 문자를 모델링하고, 에너지적으로 가장 안정한 구조를 찾아서 각 원자 간의 결합에 따른 해리에너지 (dissociation energy)를 계산하고, DEMS가 H-terminated Si 표면과 반응하는 기구에 대해 고찰하였다. 최적화된 DEMS 분자의 구조를 찾았고 DEMS 분자가 결합이 깨져 조각 분자군으로 될 때의 에너지들을 계산하였다. 계산된 해리에너지로부터 DEMS 분자의 O 원자와 C분자의 결합이 깨져서 $C_2H_5$를 조각 분자군으로 생성할 확률이 총 8가지의 경우에서 가장 높다는 것을 알 수 있었다. 8 가지의 해리된 DEMS 조각 분자군들이 H-terminated Si 표면과 반응할 때의 반응에너지를 계산한 결과 표면의 Si 원자와 DEMS 분자에서 $C_2H_5$가 해리되어 생성된 조각 분자군의 O 원자가 결합을 하고 부산물로 $C_2H_6$를 생성하는 반응이 가장 선호된다는 것을 알 수 있었다. DEMS 분자로 증착시킨 OSG에 대하여 제일원리법을 이용하여 계산한 연구는 보고된 바 없기 때문에, DEMS 분자의 각 원자 간의 해리에너지와 Si 기판과의 반응에너지는 추후 연구개발의 중요한 기초 자료가 될 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제23권9호
• /
• pp.681-684
• /
• 2010

The $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ multilayered structure for the transparent electrodes in plasma display panel was designed by essential macleod program (EMP) and the multilayered film was deposited on a glass substrate by direct-current (DC)/radio-frequency (RF) magnetron sputtering system. During film deposition process, the Ag layer in $TiO_2$/Ag/$TiO_2$ structure became oxidized and the filter characteristic was degraded easily. In this study, ZnS layer was adopted as a diffusion blocking layer between $TiO_2$ and Ag to prevent the oxidation of Ag layer efficiently in $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ structure. Based on the AES depth profiling analysis, the Ag layer was effectively protected by the ZnS layer as compared with the $TiO_2$/Ag/$TiO_2$ multilayered films without ZnS as an antioxidant layer. The 3 times stacked $TiO_2$/ZnS/Ag/ZnS/$TiO_2$ films have low sheet resistance of $1.22{\Omega}/{\square}$ and luminous transmittance was as high as 62% in the visible ranges.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.303-310
• /
• 2008

ICP-CVD(inductively-coupled Plasma chemical vapor deposition)를 사용하여 $250^{\circ}C$기판온도에서 140 nm 두께의 수소화된 비정질 실리콘(${\alpha}$-Si:H)을 제조하였다. 그 위에 30 nm-Ni을 열증착기를 이용하여 성막하고, $200{\sim}500^{\circ}C$ 사이에서 $50^{\circ}C$간격으로 30분간 진공열처리하여 실리사이드화 처리하였다. 완성된 실리사이드의 처리온도에 따른 실리사이드의 면저항값 변화, 미세구조, 상 분석, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, HRXRD(high resolution X-ray diffraction), FE-SEM(field emission scanning electron microscope), TEM(transmission electron microscope), SPM(scanning probe microscope)을 활용하여 확인하였다. $300^{\circ}C$에는 고저항상인 $Ni_3Si$, $400^{\circ}C$에서는 중저항상인 $Ni_2Si$, $450^{\circ}C$이상에서 저저항의 나노급 두께의 균일한 NiSi를 확인되었다. SPM결과에서 저저항 상인 NiSi는 $450^{\circ}C$에서 RMS(root mean square) 표면조도 값도 12 nm이하로 전체 공정온도를 $450^{\circ}C$까지 낮추어 유리와 폴리머기판 등 저온기판에 대응하는 저온 니켈모노실리사이드 공정이 가능하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.328-332
• /
• 2012

Ag (silver)의 일함수는 T-OLED (Top Emission Organic Light Emitting Diode)의 전극소자로 사용하기에는 다소 낮다는 단점이 있다(~4.3 eV). 이러한 단점을 해결하기 위한 대안으로 Ag 박막의 표면을 플라즈마, UV, 열처리를 통하여 일함수를 높이는 연구가 진행되어 왔다(~5.0 eV). 하지만 현재의 대부분 연구는 후 처리된 박막의 일함수에 초점을 맞춰 연구가 진행되어, 박막의 mechanical property에 대한 연구는 매우 부족하며 이는 T-OLED의 효율과 수명 등의 연구에 매우 중요하다. 본 논문에서는 Ag와 $AgO_x$ 박막의 mechanical property에 초점을 맞춰 분석을 실시하였다. Ag는 유리기판 위에 rf-magnetron sputter를 이용하여 100 W의 power에서 150 nm 두께로 증착되었다. 증착된 박막은 UV 램프를 이용하여 다양한 시간동안 UV 처리되었다(0~9분). 본 논문에서는 처리된 박막의 면저항을 측정하고 nano indenter, Scanning Probe Microscopy의 Atomic Force Microscopy mode를 이용하여 mechanical property를 분석하였다. 실험 결과 UV 처리 시간이 3분을 넘어가는 시편과 3분 이내의 시편은 면저항값 및 경도 값에 큰 차이가 있었다. 이러한 결과는 Ag 박막의 후처리에 따른 Ag 물질의 산화 및 결합상태에 따라 박막 내에 존재하는 stress의 영향으로 예상되어진다.

• 한국진공학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.142-150
• /
• 2012

CIGS 박막 태양전지 기판소재인 소다라임유리 표면에 플라즈마 전처리 후 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 Mo 박막을 제조하였다. 증착압력과 증착시간 변화에 따른 Mo 박막의 물리적, 전기적 특성을 분석하였고, 셀렌화 처리 조건에 따른 $MoSe_2$ 생성 여부와 경향성을 연구하였으며, Mo 박막 두께에 따른 AZO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/SLG 구조의 태양전지를 제조하여 그 특성을 분석 및 평가하였다. 증착압력이 4.9 mTorr에서 1.3 mTorr로 감소할수록 치밀하고 결정입자 사이의 공극이 적고, 증착속도가 감소하고 전기저항도가 낮은 Mo 박막이 증착되었다. 증착온도가 상온에서 $200^{\circ}C$로 증가할수록 Mo 박막은 치밀한 구조를 가지고 결정성은 향상되어 면저항이 낮게 나타났다. 셀렌화 시간이 길어질수록 Mo 박막 층은 줄어들고, $MoSe_2$ 층 생성두께가 커지는 것을 알 수 있었고, 열처리로 인해 결정화 되면서 전체 박막의 두께가 줄어들었으며, $MoSe_2$ 층의 배양성은 c축이 Mo 표면과 수직 방향으로 성장된 것을 알 수 있었다. Mo 박막의 두께가 1.2 ${\mu}m$와 0.6 ${\mu}m$인 AZO/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/SLG 구조로 이루어진 CIGS 박막 태양전지를 제조하였다. Mo 박막의 두께가 1.2 ${\mu}m$일 때 보다 0.6 ${\mu}m$일 때 CIGS 박막 태양전지의 변환 효율은 9.46%로 비교적 우수한 특성을 나타났다. CIGS 박막 태양전지에서 하부전극인 Mo 박막 특성은 유리기판 및 광흡수 층과의 계면 형성 따라 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었고, 유리기판의 플라즈마 처리와 Mo 박막의 두께조절로 Na 효과 및 $MoSe_2$층 형성 제어함으로써 CIGS 박막 태양전지의 특성 개선에 효과를 가질 수 있었다.