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문제 정의
- NBTI 동안에 발생하는 interface trap 생성 모 델링에 대하여 기존에 제시된 모델들에 대하여 간 략히 살펴보고자 한다. 일반적으로 산화막과 실리 콘의 계면에서의 electrochemical 반응은 다음과 같이 알려져 있다[5丄
- 이는 앞에서 밝힌바와 같이 질소에 의한 계면에서의 고정전하 생성을 억제할 경우 NBTI 신뢰성 및 1/f 노이즈에 대하여 개선효 과가 있는지 확인하기 위하여 이다. 또한 기존에 알려진 실험결과에서처럼 상부층을 질화시켜 상대 적으로 실리콘과 산화막 계면의 질소농도를 감소 시킨 경우 문턱전압의 변화량을 효과적으로 감소 시킬 수 있었던 결과[12]를 바탕으로 질소 profile 을 가장 효과적으로 제어할 수 있는 DPN 공정을 사용하여 실험에 활용하고자 한다.
- 이러한 이슈들을 해결하여 경쟁력 있는 제품 을 만들어 내고자하는 노력은 300 mm 웨이퍼로 갈수록 더욱 치열해 질 것이다. 본 논문에서는 300 mm 웨이퍼 0.13 um 공정의 NBTI 메카니즘 개선 을 위해 기존에 제시되었던 NBTI trap 생성 모델 들을 살펴보고 또한 NBTI와 공정과의 관련성중 질소에 대해 논의하고 마지막으로 NBTI를 효과적 으로 개선할 수 있도록 질소 profile의 조절을 위해 decoupled plasma nitridation (DPN) 공정 적용을 제안하고자 한다.
- 본론의 앞부분에서는 NBTI의 메카니즘에 대해 서 여러 가지 모델을 제시하였고 이 메카니즘에 대한 이해를 바탕으로 NBTI와 공정의 영향성중 수소, 질소의 영향성에 대해 살펴 보았다. 이중 질 소는 붕소확산 방지 유전율의 상승을 목적으로 일 정농도 산화막내에 함유되는데 이러한 질소의 profile 조절을 통해 NBTI 특성을 개선함을 알 수 있었다.
- NBTI와 공정영향성중 질소에 대한 평가를 진행 하기 위하여 그림 5와 같이 서로 다른 질소농도를 함유한 시료와 또한 GNOX 시료와 DPN 시료와 같이 서로 다른 질소 profile을 지니는 시료로 실험 을 진행하고자 한다. 이는 앞에서 밝힌바와 같이 질소에 의한 계면에서의 고정전하 생성을 억제할 경우 NBTI 신뢰성 및 1/f 노이즈에 대하여 개선효 과가 있는지 확인하기 위하여 이다. 또한 기존에 알려진 실험결과에서처럼 상부층을 질화시켜 상대 적으로 실리콘과 산화막 계면의 질소농도를 감소 시킨 경우 문턱전압의 변화량을 효과적으로 감소 시킬 수 있었던 결과[12]를 바탕으로 질소 profile 을 가장 효과적으로 제어할 수 있는 DPN 공정을 사용하여 실험에 활용하고자 한다.
- 지금까지 여러 논문에서 일반적으로 잘 알려진 NBTI의 trap 생성모델에 대하여 알아보았다. 이러 한 기존 모델에 대한 이해를 바탕으로 다음의 공 정 영향성을 살펴보고자 한다.
- 본론의 앞부분에서는 NBTI의 메카니즘에 대해 서 여러 가지 모델을 제시하였고 이 메카니즘에 대한 이해를 바탕으로 NBTI와 공정의 영향성중 수소, 질소의 영향성에 대해 살펴 보았다. 이중 질 소는 붕소확산 방지 유전율의 상승을 목적으로 일 정농도 산화막내에 함유되는데 이러한 질소의 profile 조절을 통해 NBTI 특성을 개선함을 알 수 있었다. 이는 Si-N의 낮은 활성에너지를 갖는 결합들이 실 리콘과 산화막의 계면에 존재할 때 수소의 영향으 로 interface trap과 고정전하가 생성되는 것을 효 과적으로 방지하기 때문에 가능한 것으로 보이며 좀더 효과적인 질소 profile의 조절을 통해 NBTI 특성이 개선 가능함을 알 수 있다.
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