[논문]SiOC 박막에서 Si-O 결합의 증가와 유전상수의 관계

오데레사

doi:10.5762/kais.2010.11.11.4468

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ICP-CVD 방법에 의해 제작된 SiOC 박막을 유전상수와 화학적 이동의 상관성에 대하여 조사하였다. SiOC 박막은 플라즈마 에너지에 의해서 해리작용과 재결합작용에 의해서 cross link 구조를 갖게 되는 Si-O 와 C-O 결합으로 구성된 $930{\sim}1230\;cm^{-1}$ 영역에서 혼합된 Si-O-C 주 결합으로 이루어졌다. C-O 결합은 $1270cm^{-1}$에서 보여지는 Si-$CH_3$ 결합의 말단부분인 C-H 결합이 전기음성도가 큰 산소에 의해서 끌리는 효과로부터 만들어진 결합이다. 그러나 Si-O 결합은 Si-$CH_3$ 결합이 분해되고 난뒤 2차 이온결합에 의해서 만들어진 결합이다. Si-O 결합의 증가는 주결합에서 오른쪽 결합이 증가하기 때문이며, FTIR 스펙트라에 의해서 red shift로 나타났다. 이러한 결과는 SiOC 박막이 보다 더 안정되고 강한 박막임을 의미한다. 그래서 SiOC 박막은 열처리 후 비정질도가 높고 거칠기가 감소되는 것을 확인하였다.

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SiOC films made by the inductively coupled plasma chemical vapor deposition were researched the relationship between the dielectric constant and the chemical shift. SiOC film obtained by plasma method had the main Si-O-C bond with the molecule vibration mode in the range of $930{\sim}1230\;cm^{...

SiOC films made by the inductively coupled plasma chemical vapor deposition were researched the relationship between the dielectric constant and the chemical shift. SiOC film obtained by plasma method had the main Si-O-C bond with the molecule vibration mode in the range of $930{\sim}1230\;cm^{-1}$ which consists of C-O and Si-O bonds related to the cross link formation according to the dissociation and recombination. The C-O bond originated from the elongation effect by the neighboring highly electron negative oxygen atoms at terminal C-H bond in Si-$CH_3$ of $1270cm^{-1}$. However, the Si-O bond was formed from the second ionic sites recombined after the dissociation of Si-$CH_3$ of $1270cm^{-1}$. The increase of the Si-O bond induced the redshift as the shift of peak in FTIR spectra because of the increase of right shoulder in main bond. These results mean that SiOC films become more stable and stronger than SiOC film with dominant C-O bond. So it was researched that the roughness was also decreased due to the high degree of amorphous structure at SiOC film with the redshift after annealing.

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제안 방법

The paper was prepared SiOC films with various flow rate ratios deposited by inducitive coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD). It was studied the correlation between the chemical shift in FTIR and the dielectric constant, which was related with the ionic polarization.
The chemical properties of SiOC film was researched by Fourier Transform Infrared spectrometer (FTIR, Galaxy 7020A). The thickness of the film was measured by the Ellipsometer, and the dielectric constant of SiOC film was researched from the C-V (capacitance-voltage) measurement at 1MHz using the HP4284A on the MIS (Al/SiOC film/Si substrate) structure.
To research the origin of variation of the bonding structure of SiOC film after annealing process, the characteristic of SiOC film was researched by FTIR spectra. The gas precursor was dissociated by the plasma energy to become many ions, cations and electrons.

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