• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.36D no.5
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• pp.69-79
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• 1999

In this paper, we proposed a diffuion model of Ti diffused lithium niobate optical waveguide for fabricating waveguides with high refractive index and compared with conventional one. The achivement of low optical insertion loss between waveguide interface and single mode fibers was discussed as a function of Ti thickness for $\lambda$=1.55$\mu\textrm{m}$ The proposed diffusion method exhibited higher refractive index waveguide than conventional one for $\lambda$=0.6328$\mu\textrm{m}$ We have achieved the total fiber-waveguide-fiber insertion loss as low as 0.5dB/cm in z-cut and 1$\pm$0.5dB/cm in x-cut for both TM and TE mode of Mach-Zehnder interferometric waveguide in the range of Ti thickness 1000-1400$\AA$ for $\lambda$=1.55$\mu\textrm{m}$ From these results, this diffusion model for making a low loss waveguide can be used for low-power-modulators and switches.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.5 no.4
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• pp.333-340
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• 1996

The properties of TiN as a barrier against Cu diffusion ere studied by sheet resistance measurement, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Auger electron spectroscopy, and capacitance-voltage(C-V) measurement. The sensitivities of the various methods were compared. Specimens with Cu/TiN/Ti/SiO2/Si structure were prepared by various deposition techniques and annealed at various temperatures ranging from $500^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$ in 10%H2/90%Ar ambient for hours. As the effectiveness of the barrier property of TiN against Cu diffusion was vanished, the irregular-shaped sports were observed and outdiffused Si were detected on the surface of the Cu thin film. The C-V characteristics of the MOS capacitors varied drastically with annealing temperatures. In C-V measurement, the inversion capacitance decreased at annealing temperature range from $500^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ and increased remarkably at $800^{\circ}C$. These variations may be due to the Cu diffusion through TiN into $SiO_2$ and Si.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.106-106
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• 2003

반도체 소자의 고집적화에 따라 채널길이와 배선선 폭은 점차 줄어들고, 이에 따라 단채널효과, 소스/드레인에서의 기생저항 증가 및 게이트에서의 RC 시간지연 증가 등의 문제가 야기되었다. 이를 해결하기 위하여 자기정렬 실리사이드화(SADS) 공정을 통해 TiSi2, CoSi2 같은 금속 실리사이드를 접촉 및 게이트 전극으로 사용하려는 노력이 진행되고 있다. 그런데 TiSi2는 면저항의 선폭의존성 때문에, 그리고 CoSi2는 실리사이드 형성시 과도한 Si소모로 인해 차세대 MOSFET소자에 적용하기에는 한계가 있다. 반면, NiSi는 이러한 문제점을 나타내지 않고 저온 공정이 가능한 재료이다. 그러나, NiSi는 실리사이드 형성시 NiSi/Si 계면의 산화와 거침성(roughness) 때문에 높은 누설 전류와 면저항값, 그리고 열적 불안정성을 나타낸다. 한편, 초고집적 소자의 배선재료로는 비저항이 낮고 electro- 및 stress-migration에 대한 저항성이 높은 Cu가 사용될 전망이다. 그러나, Cu는 Si, SiO2, 실리사이드로 확산·반응하여 소자의 열적, 전기적, 기계적 특성을 저하시킨다. 따라서 Cu를 배선재료로 사용하기 위해서는 확산방지막이 필요하며, 확산방지재료로는 Ti, TiN, Ta, TaN 등이 많이 연구되고 있다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.3
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• pp.298-303
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• 1996

A double diffusion technique is developed to enhance the effective mode index of optical waveguides in $LiTaO_3$. It consists of Zn diffusion from the vapor phase at relatively low temperatures (750->$800^{\circ}C$), into waveguides initially produced by Ti indiffusion at higher temperature (1150->$1200^{\circ}C$). Both X- and Z-cut substrates are investigated. A model that combines profiles of both diffusion is formulated to calculate the expected effective index values for planar waveguides. Good agreement is found between experimental results and model predictions which assume that the initial Ti profile is not affected by the lower temperature Zn diffusion. Effective index enhancements as high as 0.005 and 0.003 are obtained by this method for the fundamental extraordinary and ordinary modes, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.161-161
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• 2012

결정질 TiCrN과 AlSiN 나노층이 교대로 구성하는 나노 다층 TiAlCrSiN 박막은 음극 아크 플라즈마 증착법에 의해 증착되었다. 나노 다층 TiAlCrSiN 박막의 산화특성들은 $600{\sim}1000^{\circ}C$사이에서 대기 중 최대 70시간동안 연구 되었다. 형성된 산화물들은 주로 $Cr_2O_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, $SiO_2$ 그리고 rutile-$TiO_2$들로 구성되었다. 나노 다층 TiAlCrSiN 박막이 산화하는 동안, 가장 바깥쪽의 $TiO_2$층은 Ti 이온의 외부확산에 의해, 외부 $Al_2O_3$층은 Al이온의 외부확산에 의해 형성되었다. 동시에, 내부($Al_2O_3$, $Cr_2O_3$) 혼합층과 가장 안쪽의 $TiO_2$층은 산소이온의 내부확산에 의해 형성되었다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.16 no.2
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• pp.97-101
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• 2003

New Pt/Ti and hi/Ti double-metal structures have been investigated for the application of a diffusion barrier between Cu and Si in deep submicron integrated circuits. Pt/Ti and Ni/Ti were deposited using E-beam evaporator at room temperature. The performance of Pt/Ti and Ni/Ti structures as diffusion barrier against Cu diffusion was examined by charge pumping method, gate leakage current, junction leakage current, and SIMS(secondary ion mass spectroscopy). These evaluation indicated that Pt/Ti(200${\AA}$/100${\AA}$) film is a good barrier against Cu diffusion up to 450$^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.179-179
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• 2011

관통전극(TSV, Trough Silicon Via) 기술은 전자부품의 소형화, 고성능화, 생산성 향상을 이룰 수 있는 기술이다. Cu는 현재 배선 기술에 적용되고 있고 전기적 저항이 낮아서 TSV filling 재료로 사용된다. 하지만 확산 방지막에 의해 완벽히 감싸지지 않는다면, Cu+은 빠르게 절연막을 통과하여 Si 웨이퍼로 확산된다. 이런 현상은 절연막의 누설과 소자의 오동작 등의 신뢰성 문제를 일으킬 수 있다. 현재 TSV의 제조와 열 및 기계적 응력에 관한 연구는 활발히 진행되고 있으나 Biased-Thermal Stress(BTS) 조건하의 Cu 확산에 관한 연구는 활발하지 않는 것이 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 TSV용 Cu 확산 방지막 Ti에 대해 Cu+의 drift 억제 특성을 조사하였다. 실험을 위해 Cu/확산 방지막/Thermal oxide/n-type Si의 평판 구조를 제작하였고 확산 방지막의 두께에 따른 영향을 조사하기 위해 Ti의 두께를 10 nm에서 100 nm까지 변화하였으며 기존 Cu 배선 공정에서 사용되는 확산 방지막 Ta와 비교하였다. 그리고 Cu+의 drift 측정을 위해 Biased-Thermal Stress 조건(Thermal stress: $275^{\circ}C$, Bias stress: +2MV/cm)에서 Capacitance 및 Timedependent dielectric breakdown(TDDB)를 측정하였다. 그 결과 Time-To Failure(TTF)를 이용하여 Cu+의 drift를 측정할 수 있었으며, 확산 방지막의 두께가 증가할수록 TTF가 증가하였고 물질에 따라 TTF가 변화하였다. 따라서 평판 구조를 이용한 본 실험의 Cu+의 drift 측정 방법은 향후 TSV 구조에서도 적용 가능한 방법으로 생각된다.

• Journal of Industrial Technology
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• v.22 no.A
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• pp.255-260
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• 2002

We prepared the nano-sized $TiO_2$ particles by the diffusion flame reactor and investigated the effects of several process variables on the generation and transport properties of $TiO_2$ particle. As the length from the tip of diffusion flame reactor increases, the size of $TiO_2$ particle increases by the coagulation between particles. The structure of $TiO_2$ particles prepared is almost found to be anatase. It was found that the $TiO_2$ particle size depends more largely on the change of reactor temperature than on the change of inlet $TiCl_4$ concentration.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.65-65
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• 2000

반도체 소자의 고집적화는 배선에서 많은 문제점을 야기 시킨다. 이러한 문제점들 중에서 대표적인 것이 과도한 전류밀도에 의한 electro-migration(EM)이다. 이는 앞으로 배선의 선폭이 0.25$mu extrm{m}$미만일 경우 더욱 심화될 전망이다. 이에 대안으로 Al-합금에서 Cu로 대체하여 이러한 문제를 해결하려 하고 있다. 그런데, Cu는 Si 및 SiO2와 높은 반응성과 빠른 확산속도를 가지기 때문에 확산방지막이 필요로 되어진다. 현재에는 TiN, TaN 등의 확산방지막이 사용되어지고 있으나, TiN 박막의 경우 표면에 Ti와 oxide와의 결합에 의해 Ti-O 성분이 존재하는데, 이럴 경우 Cu 증착을 하는데 있어 부정적인 요인이 된다. 또한, 이러한 화합물은 Cu와 TiN 계면사이에 밀착성을 나쁘게 하여 고전류 인가시 EM에 있어 높은 저항성을 가질 수가 없다. 따라서, 본 연구는 MOCVD방식으로 Cu 박막을 증착하기에 앞서 수소플라즈마를 이용하여 TiN 표면에 형성된 산소 화합물을 제거한 후 Cu를 증착하여 동일한 조건에서 EM 가속화 실험을 하였다. 그림 1은 Cu/TiN 구조에 있어 수소 전처리를 한 배선의 구조의 MTF(mean time to failure)가 65분이고 전처리를 하지 않은 배선구조는 40분으로 약 50% 긴 MTF를 가지는 것으로 나왔다. 결론적으로 Cu와 TiN 계면에 좋은 밀착성은 EM에 있어 우수한 저항성을 가지는 것으로 나왔다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.2
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• pp.234-240
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• 2001

The diffusion barrier properties of TiN by using Cu(Mg) alloy film have been investigated. Cu(Mg) alloy film was deposited on air-exposed TiN film. Upon annealing, interfacial MgO of 100 $\AA$ has been formed due to the reaction of Mg with oxygen existed on the surface of TiN. Combined MgO/TiN structure prevented the interdiffusion of Cu and Si up to $800^{\circ}C$. To improve the adhesion of Cu(Mg) alloy film to the TiN, TiN layer was treated by $O_2$ plasma, followed by vacuum annealing at $300^{\circ}C$. It was found that increased oxygen on the surface of TiN film by plasma treatment enhanced segregation of Mg toward the interface, resulting in the formation of dense MgO layer. Improved adhesion characteristics have been formed through this treatment. However, increased power of $O_2$ plasma led to the formation of TiO$_2$ and decreased the Mg content to be segregated to the interface, resulting in the decrease in adhesion property. In addition, the deposition of 50 ${\AA}$ Si on the TiN enhanced the adhesion of Cu(Mg) alloy to TiN without deteriorating the TiN diffusion barrier characteristics.