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유전상수가 낮아지는 원인과 이온 분극의 효과
Origin of Decreasing the Dielectric Constant and the Effect of Ionic Polarization 원문보기

韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society, v.18 no.6, 2009년, pp.453 - 458  

오데레사 (청주대학교 반도체설계공학과)

초록
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SiOC 박막을 BTMSM과 산소의 혼합가스를 사용하여 CVD 방법으로 증착하였다. 박막의 특성은 가스 유량비에 따라서 변하였다. 유전상수MIS 구조를 이용하여 C-V 측정법에 의하여 얻었다. 결합의 말단을 구성하는 Si-$CH_3$ 결합 사이의 공간효과에 의해서 기공이 만들어지며, 기공의 형성에 의해서 박막의 두께가 증가하였다. 그러나 분극의 감소에 의해서 만들어지는 SiOC 박막은 두께가 감소하면서 유전상수도 감소되었다. 열처리 후 유전상수는 수산기의 기화에 의해서 감소되었다. 박막의 두께는 분극의 감소에 의한 유전상수의 감소와 연관이 있었다. 굴절률은 박막의 두께에 반비례하는 경향성이 있으며, 박막의 두께와 굴절률의 경향성은 열처리 후에도 변하지 않았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

SiOC film was deposited by the chemical vapor deposition using BTMSM and oxygen mixed precursor. The characteristic of SiOC film varied with increasing of the gas flow rate ratios. The dielectric constant was obtained by C-V measurement using the structure of metal/SiOC film/Si. The space effect due...

주제어

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문제 정의

  • CVD 방법에 의한 SiOC 박막이 유전상수가 낮아지는 원인에 대하여 많은 연구가 있어왔으나, 명확한 해석은 이루어지지 않고 있었다. SiOC 박막의 유전상수가 낮아지는 원인과 박막의 두께 사이의 관계에 대하여 연구하였으며, 굴절률 사이의 상관성에 대하여도 연구하였다. SiOC 박막 두께와 굴절률 사이의 관계는 반비례하는 경향성이 나타났으며, 유전상수가 낮은 박막에서 굴절률은 증가하였다.
  • 본 연구에서는 SiOC 박막이 유전상수가 낮아지는 원인에 대하여 조사하기 위해서 굴절률과 두께를 조사하였으며, 유전상수를 구하고 유전상수와 박막의 두께 사이의 상관성에 대하여 조사하였다. 그리고 SiOC 박막이 분극이 낮아지는 특성과 유전상수가 낮아지는 원인에 대하여 조사하여 SiOC 박막이 낮은 유전상수를 갖는 최적의 조건을 유도하였다.

가설 설정

  • Fig. 1(a)의 굴절률과 두께 사이의 관계는 서로 반비례하는 경향성이 있다. Fig.
  • Fig. 3(b)의 유전상수와 박막의 두께 사이의 관계는 서로 비례하는 경향성이 보인다. 이러한 특성 역시 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SiOC 박막이 유전상수가 낮아지는 원인은 무엇인가? SiOC 박막은 사용되는 프리커서에 따라서 SiCO 라고 부르기도 한다. SiOC 박막이 유전상수가 낮아지는 원인으로는 나노크기의 기공이 형성되어 유전상수가 낮아지거나 분극의 감소가 유전상수를 떨어뜨리는 것으로 보고되고 있다 [1-6]. 이러한 저유전상수를 갖는 박막을 만드는 방법으로는 플라즈마를 사용하는 CVD (chemical vapor deposition, 화학적 증착) 방법이 우수한 특성을 갖는 SiOC 박막을 만들 수 있는 것으로 알려져 있다.
SiOC 박막은 어디에 사용될 수 있는가? SiOC 박막은 반도체 소자의 고속화에 따른 문제점을 해결할 수 있는 차세대 절연막으로 알려져 있다. 고효율 저저항의 게이트 절연막으로 쓰일 수 있으며, 다층 배선 구조에서 층간 절연막으로 쓰일 수 있다. SiOC 박막은 사용되는 프리커서에 따라서 SiCO 라고 부르기도 한다.
저유전상수를 갖는 박막을 만드는 방법 중 우수한 특성을 갖는 SIOC 박막을 만들 수 있는 방법은 무엇인가? SiOC 박막이 유전상수가 낮아지는 원인으로는 나노크기의 기공이 형성되어 유전상수가 낮아지거나 분극의 감소가 유전상수를 떨어뜨리는 것으로 보고되고 있다 [1-6]. 이러한 저유전상수를 갖는 박막을 만드는 방법으로는 플라즈마를 사용하는 CVD (chemical vapor deposition, 화학적 증착) 방법이 우수한 특성을 갖는 SiOC 박막을 만들 수 있는 것으로 알려져 있다. 나노 기공은 물론 분극의 감소를 유도할 수 있고 다양한 조건에서 SiOC 박막을 만들어 낼 수 있는 특성이 있는 CVD 방법의 장점이 있을 뿐만 아니라 분극의 감소에 의하여 생성된 SiOC 박막의 경우, 물리적 기계적인 특성의 우수함이 알려지면서 차세대 절연막으로 SiOC 박막이 기존에 사용되어온 절연막으로 SiO2를 대신할 것으로 예측하고 있다 [7-8].
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참고문헌 (12)

  1. A. Grill, Diamond and Related Materials. 10, 234 (2001) 

  2. A. Grill and D. A. Neumayer, J. Appl. Phys. 94, 6697 (2003) 

  3. Saravanapriyan Sriraman, Eray S. Aydil, and Dimitrios Maroudas, IEEE TRANSACTION ON PLASMA SCIENCE, 30, 112 (2002) 

  4. 오데레사 대한전자공학회, 43, 322 (2006) 

  5. Doo Sik Kim and Demetre J. Economou, IEEE TRANSACTION ON PLASMA SCIENCE, 30, 126 (2002) 

  6. Kostya Ostrikov, E. Tsakadze, Jiang Ning, Z. Tsakadze, Long Jidong, R. Storer, and Shuyan Xu, IEEE TRANSAC-TION ON PLASMA SCIENCE, 30, 128 (2002) 

  7. Teresa Oh, Kwang-Man Lee, Sung-Teak Ko, Kyung Sik Kim, Khi-Jung Ahn, and Chi Kyu Choi, Jpn. J. Appl. Phys. 42, 1517 (2003) 

  8. R. Navamathavan, Chang Young Kim, Heang Seuk Lee, Jong-Kwan Woo, Young hun Yu, Chi Kyu Choi, and Heon Ju Lee, J. Korean Phys. Soc. 55, 227 (2009) 

  9. G. Galli and R. M. Martin, Phys. Rev. Lett. 62(5), 555 (1999) 

  10. M. A. Tamor and C. H. Wu, 1990, J. Appl. Phys. 67(2), 1007 (1990) 

  11. Jae yeong Heo, Hyeong Joon Kim, Jeong Hoon Han, and Jong Won Shon, Thin Solid Films, 515, 5035 (2007) 

  12. Teresa Oh, J. Korean Phys. Soc. 52, 528 (2007) 

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