Silicon nitride thin films were deposited by atomic layer deposition (ALD) technique in a batch-type reactor by alternating exposures of precursors. XJAKO200414714156408$_4$ or$ SiH_2$$Cl_2$ was used as the Si precursor, $NH_3$ was used as the N precursor, and the deposited films were characterized comparatively. The thickness of the film linearly increased with the number of deposition cycles, so that the thickness of the film can be precisely controlled by adjusting the number of cycles. As compared with the deposition using$ SiCl_4$, the deposition using $SiH_2$$Cl_2$ exhibited larger deposition rate at lower precursor exposures, and the deposited films using $SiH_2$$Cl_2$ had lower wet etch rate in a diluted HF solution. Silicon nitride films with the Si:N ratio of approximately 1:1 were obtained using either Si precursors at $500^{\circ}C$, however, the films deposited using $SiH_2$$Cl_2$ exhibited higher concentration of H as compared with those of the $SiC_4$ case. Silicon nitride thin films deposited by ALD showed similar physical properties, such as composition or integrity, with the silicon nitride films deposited by low-pressure chemical vapor deposition, lowering deposition temperature by more than $200^{\circ}C$.
한국전기전자재료학회 2000년도 춘계학술대회 논문집 전자세라믹스 센서 및 박막재료 반도체재료 일렉트렛트 및 응용기술
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pp.134-138
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2000
The physical, electrical and piezoresitive characteristics of CrN(chromiun nitride) thin-films on silicon substrates have been investigated for use as strain gauges. The thin-film depositions have been carried out by DC reactive magnetron sputtering in an argon-nitrogen atmosphere(Ar-(5~25 %)$N_2$). The deposited CrN thin-films with thickness of $3500{\AA}$nd annealing conditions($300^{\circ}C$, 48 hr) in Ar-10 % $N_2$ deposition atmosphere have been selected as the ideal piezoresistive material for the strain gauges. Under optimum conditions, the CrN thin-films for the strain gauges is obtained a high electrical resistivity, $\rho=1147.65\;{\mu}{\Omega}cm$, a low temperature coefficient of resistance, TCR=-186 ppm/$^{\circ}C$ and a high temporal stability with a good longitudinal gauge factor, GF=11.17.
본 연구에서는 LCD, 이미지 센서 등의 개별 소자인 비정질 실리콘 박막 트랜지스터에서 게 이트 유전층 및 절연층으로 사용되는 비정질 질화 실리콘 박막을 사일랜($SiH_4$) 및 암모니아가스를 사용해서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 진공 증착장비로 최적의 비정질질화실리콘 박막 증착 조건을 확립한다. 먼저 반응실의 진공도, rf 전력, $SiH_4$ 및 질소 그리고 암모니아가스의 flow rate를 변화시키면서 형성된 박막의 특성을 조사한다. 계속해서 다른 변수를 고정시킨 상태에서 rf 전력을 변화시키고 다음에는 반응실의 진공도 등을 변화시켜 최적의 증착조건을 확립한다. 이렇게 확립된 증착조건을 사용하여 비정질질화실리콘박막을 제작하여 특성을 측정한 결과 우수한 성능을 나타냈음을 확인하였다.
Transformer Coupled Plasma Chemical Vapor Deposited (TCP-CVD) silicon nitride (SiNx) is widely used as a gate dielectric material for thin film transistors (TFT). This paper reports the SiNx films, grown by TCP-CVD at the low temperature (30$0^{\circ}C$). Experimental investigations were carried out for the optimization o(SiNx film as a function of $N_2$/SiH$_4$ flow ratio varying ,3 to 50 keeping rf power of 200 W, This paper presents the dielectric studies of SiNx gate in terms of deposition rate, hydrogen content, etch rate and leakage current density characteristics lot the thin film transistor applications. And also, this work investigated means to decrease the leakage current of SiNx film by employing $N_2$ plasma treatment. The insulator layers were prepared by two step process; the $N_2$ plasma treatment and then PECVD SiNx deposition with SiH$_4$, $N_2$gases.
The physical, electrical and piezoresitive characteristics of CrN(chromiun nitride) thin-films on silicon substrates have been investigated for use as strain gauges. The thin-film depositions have been carried out by OC reactive magnetron sputtering in an argon-nitrogen atmosphere(Ar-(5~25 %)$N_2$). The deposited CrN thin-films with thickness of $3500{\AA}$ and annealing conditions($300^{\circ}C$, 48 hr) in Ar-10 % $N_2$ deposition atmosphere have been selected as the ideal piezoresistive material for the strain gauges. Under optimum conditions, the CrN thin-films for the strain gauges is obtained a high electrical resistivity, $\rho=1147.65\;{\mu}{\Omega}cm$, a low temperature coefficient of resistance, TCR=-186 ppm/$^{\circ}C$ and a high temporal stability with a good longitudinal gauge factor, GF=11.17.
실리콘 질화막을 습식 산화하여 제작한 산화막/질화막 복합층과 이 박막의 산화막을 식각하여 제작한 oxynitride 박막의 물리적, 전기적 특성을 기술하였다. $900^{\circ}C$에서 산화시간이 증가함에 따라 산화막/질화막의 경우에는 축전용량은 급격히 감소하였으나 절연 파괴전장은 증가하였다. Oxynitrite박막은 축전용량과 절연파괴 전장이 모두 증가하였다. Oxynitride박막의 경우 축전 용량의 증가와 절연 파괴 전장이 증가하였는데 이는 유효 주께 감소와 박막의 양질화에 기인하였다. 또한, 산화 시강의 증가에 따라 Oxynitride박막의 TDDB특성과 초기 불량율도 향상되었다. 결론적으로 Oxynitride박막은 dynamic기억소자의 유전체 박막으로 사용하기에 적합하였다.
차세대 반도체 및 디스플레이 소자에 적용되는 실리콘 질화막은 정확한 두께 제어와 우수한 물성을 필요로 한다. 본 연구에서는 우수한 특성의 실리콘 질화막을 형성하기 위해 Si 원료물질로 $SiC1_4$, N 원료물질로 $NH_3$을 사용하고 $500^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$ 온도구간에서 batch-type 장비를 이용하여 원자층 증착 방법으로 박막을 형성하고 증착된 박막의 특성을 살펴보았다. Batch-type 장비를 사용한 박막의 증착은 표면반응에 의한 균일한 원자층 증착임을 확인하였으며, 증착 cycle의 횟수를 조절하여 원하는 두께의 박막을 형성할 수 있었다. 원자층 증착된 박막의 조성, 굴절률 및 습식각 속도를 기존의 저압화학증착 방법에 의해 증착된 박막과 비교한 결과, 원자층 증착 방법을 사용하여 기존의 방법보다 증착온도를 $250^{\circ}C$ 이상 낮추면서도 유사한 물성을 가진 박막을 형성할 수 있음을 확인하였다. Pyridine을 촉매로 첨가하여 원자층 증착한 박막의 경우에는 증착속도를 50% 가량 향상시킬 수 있었으나 박막의 구조가 불안정하여 쉽게 산화되므로 반도체나 디스플레이 소자 제조에 적용하기에는 부적절한 것으로 판단된다.
Aluminum nitride(AlN) thin films were deposited on silicon substrate by reactive RF magnetron sputtering without substrate heating. We investigated the dependence of some properties for AlN thin film on sputtering conditions such as working pressure, $N_2$ concentration and RF power. XRD, Ellipsometer and AES has been measured to find out structural properties and preferred orientation of AlN thin films. Deposition rate of AlN thin film was increased with an increase of RF power and decreased with an increase of $N_2$ concentration. AES in-depth measurements showed that stoichiometry of Aluminium and Nitrogen elements were not affected by $N_2$ concentration. It has shown that low working pressure, low $N_2$ concentration and high RF power should be maintained to deposit AlN thin film with a high degree of (0002) preferred orientation.
Pulsed DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 Polymer 및 Glass 기판 위에 $SiN_{\chi}$ (Silicon Nitride) 박막을 합성 시키고 이들의 구조적, 광학적 특성을 조사하였다. 막두께는 100 nm로 고정하였으며, power mode 및 질소 가스 유량비를 변수로 합성하였다.
Mechanical properties of Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposited (PECVD) silicon nitride thin film was studied to determine the feasibility of the film as a passivation layer over the aluminum bonding areas of integrated circuit chips. Ultimate strain of the films in thicknesses of about 5 k${\AA}$ was measured using four-point bending method. The ultimate strain of these films was constant at about 0.2% regardless of residual stress. Intrinsic and residual stresses of these films were measured and compared with thermal shock and cycling test results. Comparison of the results showed that more tensile films were more susceptible to crack- induced failure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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