• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.249-249
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• 2010

The effect of forming a passivation layer was investigated in superconformal Cu gap-filling of the nano-scale trench with atomic-layer deposited (ALD)-Ru glue layer. It was discovered that the nucleation and growth of Cu during metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) were affected by hydrogen plasma treatments. Specifically, as the plasma pretreatment time increased, Cu nucleation was suppressed proportionally. XPS and Thermal Desorption Spectroscopy indicated that hydrogen atoms passivate the Ru surface, which leads to suppression of Cu nucleation owing to prevention of adsorption of Cu precursor molecules. For gap-fill property, sub 60-nm ALD Ru trenches without the plasma pretreatment was blocked by overgrown Cu after the Cu deposition. With the plasma pretreatment, superconformal gap filling of the nano-scale trenches was achieved due to the suppression of Cu nucleation near the entrances of the trenches. Even the plasma pretreatment with bottom bias leads to the superconformal gap-filling.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2012

Feature size of Cu interconnects keep shrinking into several tens of nanometer level. For this reason, the Cu interconnects face challenging issues such as increase of electro-migration, line-width dependent electrical resistivity increase, and gap-filling difficulty in high aspect ratio structures. As the thickness of the Cu film decreases below 30 nm, the electrical resistivity is not any more constant, but rather exponential. Research on alloying with other elements have been started to inhibit such escalation in the electrical resistivity. A faint trace of Al added in Cu film by sputtering was reported to contribute to suppression of the increase of the electrical resistivity. From an industrial point of view, we introduced cyclic metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) in order to control Al concentration in the Cu film more easily by controlling the delivery time ratio of Cu and Al precursors. The amount of alloying element could be lowered at level of below 1 at%. Process of the alloy formation was applied into gap-filling to evaluate the performance of the gap-filling. Voidless gap-filling even into high aspect ratio trenches was achieved. In-depth analysis will be discussed in detail.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권4호
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• pp.334-341
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• 2011

The mechanism behind super-filling of high-aspect-ratio features with Cu by catalyst-enhanced chemical vapor deposition (CECVD) coupled with plasma treatment is described and the metrology required to predict the filling feasibility is identified and quantified. The reaction probability of a Cu precursor was determined as a function of substrate temperature. Iodine adatoms are deactivated by the bombardment of energetic particles and also by the overdeposition of sputtered Cu atoms during the plasma treatment. The degree of deactivation of adsorbed iodine was experimentally quantified. The quantified factors, reaction probability and degree of deactivation of iodine were introduced to the simulation for the prediction of the trench filling aspect by CECVD coupled with plasma treatment. Simulated results show excellent agreement with the experimental filling aspects.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제8권2호
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• pp.156-163
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• 2008

We proposed a new $p^+/n^+$ gate locally-separated-channel (LSC) bulk FinFET which has vertically formed oxide region in the center of fin body, and device characteristics were optimized and compared with that of normal channel (NC) FinFET. Key device characteristics were investigated by changing length of $n^+$ poly-Si gate ($L_s$), the material filling the trench, and the width and length of the trench at a given gate length ($L_g$). Using 3-dimensional simulations, we confirmed that short-channel effects were properly suppressed although the fin width was the same as that of NC device. The LSC device having the trench non-overlapped with the source/drain diffusion region showed excellent $I_{off}$ suitable for sub-50 nm DRAM cell transistors. Design of the LSC devices were performed to get reasonable $L_s/L_g$ and channel fin width ($W_{cfin}$) at given $L_gs$ of 30 nm, 40 nm, and 50 nm.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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• pp.252-255
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• 2004

반도체는 high integrated, high speed, low power를 위하여 design 뿐만 아니라 재료 측면에서도 많은 변화를 가져오고 있으며, RC delay time을 줄이기 위하여 Al 배선보다 비저항이 낮은 Cu와 low-k material 적용이 그 대표적인 예이다. 그러나, Cu 배선의 경우 dry etching이 어려우므로, 기존의 공정으로는 그 한계를 가지므로 damascene 또는 dual damascene 공정이 소개, 적용되고 있다. Damascene 공정은 절연막에 photo와 RIE 공정을 이용하여 trench를 형성시킨 후 electrochemical plating 공정을 이용하여 trench에 Cu를 filling 시킨다. 이후 CMP 공정을 이용하여 절연막 위의 Cu와 barrier material을 제거함으로서 Cu 배선을 형성하게 된다. Dual damascene 공정은 trench와 via를 동시에 형성시키는 기술로 현재 대부분의 Cu 배선 공정에 적용되고 있다. Cu CMP는 기존의 metal CMP와 마찬가지로 oxidizer를 이용한 Cu film의 화학반응과 연마 입자의 기계가공이 기본 메커니즘이다. Cu CMP에서 backside pressure 영향이 uniformity에 미치는 영향을 살펴보았으며, electrochemical plating 공정에서 발생하는 hump가 CMP 결과에 미치는 영향과 dishing 결과를 통하여 그 영향을 평가하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.629-632
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• 1998

This paper presents a new and simple technique to realize high Q inductor on low resistivity silicon wafer with 6 $\Omega$.cm. This technique is very compatible with bipolar and CMOS standard silicon process. By forming the deep and narrow trenches on the low resistivity wafer substrate under inductor pattern, oxidizing and filling with undoped polysilicon, the low resistivity silicon wafer acts as high resistivity wafer being suitable for the fabrication of high Q inductor. By using this technique the quality factor (Q) for 8-turn spiral inductor was improved up to max. 10.3 at 2 ㎓ with 3.0 $\mu\textrm{m}$ of metal thickness. The experiment results show that Q on low resistivity silicon wafer with the trench technique have been improved more than 2 times compared to the conventional low resistivity silicon wafer without trenches.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.87-88
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• 2007

무전해 구리 도금 공정에서 첨가제로 사용되는 HIQSA 화합물이 Damascene 공정을 이용한 60nm급 trench 패턴 내 무전해 구리 배선 형성 과정에 미치는 효과를 전기 화학적 기법과 광학적 기법을 이용하여 관찰하였다. HIQSA 농도별 open circuit potential의 변화를 관측한 결과, 3ppm 수준으로 첨가되었을 때, 무전해 도금 과정 중 가장 안정한 전위가 유지됨을 볼 수 있었다. 무전해 도금액 내 HIQSA 농도가 높아짐에 따라 구리 도금층의 두께는 지수적으로 감소하였으며, 표면의 결정 크기도 감소하였다. 60nm급 trench 내 무전해 구리 도금 시, 용액 내 침적 시간 60초가 무결함 superconformal copper filling을 얻기 위한 최적 시간이었다.

• 전기화학회지
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• 제5권3호
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• pp.153-158
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• 2002

전해전착법을 이용한 상감(damascene)구리 배선 충전시 레벨러 효과에 대해 연구하였다. 레벨러를 첨가한 도금액과 첨가하지 않은 도금액을 제조하여 선 폭이 $0.37{\mu}m,\;0.18{\mu}m$인 선형 트렌치를 충전한 후 field emission scanning electron microscope(FE-SEM)로 트렌치 단면을 관찰하였다. 레벨러로 Janus Green B를 사용하였으며, 억제제로서 polyethylene glycol(PEG), 촉진제로서 3-mercapto-1-propansulfonic acid를 사용하였다 레벨러를 첨가하지 않은 경우 $0.37{\mu}m$(종횡비 2.7:1) 트렌치를 공극 없이 충전할 수 있었으나 $0.18{\mu}m$(종횡비 5.25:1) 트렌치에서는 공극(void)이 형성되었다. 레벨러를 첨가한 경우에는 $0.18{\mu}m$ 트렌치를 공극 없이 충전할 수 있었다. 레벨러를 첨가하지 않은 경우 트렌치 모서리에서의 전착속도를 충분하게 억제하지 못하고 거칠게 전착되어 미세한 트렌치 충전시 공극을 형성한 반면, 레벨러를 첨가한 경우는 트렌치 상부모서리에서의 전착속도를 억제하고 균일한 전착을 유도하여 미세한 트렌치를 공극 없이 채울 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (2)
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• pp.674-676
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• 1998

소자가 sub-quarter um급으로 축소됨에 따라 STI(Shallow Trench Isolation) 기술은 고 집적도의 ULSI 구현에 있어서 중요한 격리 방법으로 많이 사용되고 있다. 현재의 STI 기술은 주로 실리콘 기판을 식각 후 절연물질로 빈 공백이 없이 채우는 (void-free gap filling) 방법 [1,2]과 절연물질을 다시 표면 근처까지 CMP(Chemical Mechnical Polishing)로 etchback하여 평탄화를 하는 방법이 주요한 기술이 되고 있다. 또한 STI 구조로된 격리구조에서 만들어진 MOSFET의 전기적인 특성은 트랜치 격리의 상부 부분의 형태와 gap-filling 물질에 따라 큰 영향을 받게된다. 따라서 본 논문에서는 STI 구조로 만들어진 격리 구조에서 MOSFET의 hump 특성에 관해 연구하였다. 그 결과 hump는 STI 모서리에서 필드 옥사이드의 recess에 의한 모서리 부분에서의 전계 집중과 boron의 segration에 기인한 농도 감소로 인해 hump가 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.215-215
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• 2010

The feasibility of InSbTe (IST) chalcogenide materials prepared by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) for phase-change memory (PRAM) applications was demonstrated. Films grown below $225^{\circ}C$ exhibited an amorphous structure, and the films grown at $300^{\circ}C$ Cincluded various crystalline phases such as In-Sb-Te, In-Sb, In-Te, and Sb-Te. The composition of the amorphous films grown at $225^{\circ}C$ was dependent on the working pressure. Films grown at $225^{\circ}C$ exhibited a smooth morphology with a root mean square(rms) roughness of less than 1nm, and the step-coverage of the films grown on a trench structure with an aspect ratio of 5:1 was greater than 90%. An increase in deposition time increased the filling rate, while retaining the conformal step-coverage. Films grown at $225^{\circ}C$ for 3h in a working pressure of $13{\times}10^2$ Pa exhibited a reproducible and complete filling in a trench structure.