[논문]고밀도 플라즈마 CVD 방법에 의한 TiN barrier metal 형성과 특성

최치규; 강민성; 오경숙; 이유성; 오대현; 황찬용; 손종원; 이정용; 김건호

고밀도 플라즈마 CVD 방법에 의한 TiN barrier metal 형성과 특성
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한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.9 no.11, 1999년, pp.1129 - 1136

최치규 (제주대학교 물리학과) , 강민성 (제주대학교 물리학과) , 오경숙 (제주대학교 물리학과) , 이유성 (제주대학교 물리학과) , 오대현 (제주대학교 물리학과) , 황찬용 (한국표준연구원 소재특성평가 센터) , 손종원 , 이정용 (한국과학기술원 전자재료공학과) , 김건호 (경상대학교 물리학과 및 기초과학연구소)

초록
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TEMAT precursor를 사용하여 다양한 증착 조건으로 ICP-CVD 방법으로 Si(100) 기판 위에 TiN 박막을 형성하였다. 형성된 TiN 박막의 결정상, 미세구조, 그리고 전기적 특성은 XRD, XPS, HRTEM, 그리고 전기적 측정으로 특성을 조사하였다. BI 구조를 갖는 다결정 TiN 박막은 기판의 온도가 $200^{\circ}C$ 이상의 온도에서 형성되었다. TiN(111) 박막은 기판의 온도가 $300^{\circ}C$에서 TEMAT, $\textrm{N}_{2}$, 그리고 Ar 가스의 유량이 10, 5, 그리고 5sccm으로 반응로에 주입할 때 형성되었다. TiN/Si(100) 계면은 TiN과 $\textrm{SiO}_2$사이에 계면반응이 없었으며 평탄하였다. 기판의 온도가 $500^{\circ}C$에서 형성된 TiN 박막의 비저항, carrier 농도와 이동도는 21 $\mu\Omega$cm, 9.5$\times\textrm{10}^{18}\textrm{cm}^{-3}$와 $462.6\textrm{cm}^{2}$/Vs으로 주어졌다.

Abstract ▼ AI-Helper

TIN films were prepared on Si(100) substrate by ICP-CVD(inductive1y coupled plasma enhanced chemical vapor deposition) using TEMAT(tetrakis ethylmethamido titanium : Ti$[\textrm{N}\textrm{(CH)}_{3}\textrm{C}_{2}\textrm{H}_{5}]_{4}$) precursor at various deposition conditions. Phase, microstructure, and the electrical properties of TIN films were characterized by x-ray diffraction (XRD), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electrical measurements. Polycrystalline TiN films with B1 structure were grown at temperatures over $200^{\circ}C$. Preferentially oriented along TiN(111) films were obtained at temperatures over $300^{\circ}C$ with the flow rates of 10, 5, and 5 sccm for TEMAT, $\textrm{N}_{2}$ and Ar gas. The TiN/Si(100) interface was flat and no chemical reaction between TIN and $\textrm{SiO}_2$ was found. The resistivity, carrier concentration and the carrier mobility for the TiN sample prepared at $500^{\circ}C$ are 21 $\mu\Omega$cm, 9.5$\times\textrm{10}^{18}\textrm{cm}^{-3}$ and $462.6\textrm{cm}^{2}$/Vs, respectively.

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