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문제 정의
- 분극의 감소와 박막의 두께 등이 누설전류에 미치는 영향을 조사하였다. SiOC 박막의 형성과 누설전류의 상관관계로부터 저온공정 가능한 SiOC 박막의 공정파라미터를 찾아내고 박막의 형성과정에 대하여 조사하였다.
제안 방법
- Fig. 2는 SiOC 박막의 열처리 후 박막을 구성하는 분자들의 결합 상태를 살펴보기 위해서 XRD 분석기를 이용하여 XRD 패턴을 살펴보았다. 34도와 43도 근처에서 열처리된 XRD 픽이 나타나고 있으며, 이러한 픽이 관찬되는 SiOC 박막은 상대적으로 결정성이 증가하고 있다는 의미를 갖는다.
- 56Mhz에서 300W이며, 기판을 회전하면서 박막이 균일하게 증착되도록 하였다. SiOC 박막을 증착하고 열처리가 이루어진 박막의 특성은 XRD와 반도체파라미터 분석기를 이용하여 전기적인 특성을 조사하였다. 박막의 두께와 굴절율은 엘립소미터를 이용하였으며, 박막의 두께, 굴절률, 결합상태와 전기 적인 특성과의 상관성을 조사하였다.
- 타겟소스로는 SiO2와 탄소의 성분비 (Si:99 wt%, C:1wt%)를 2 inch 을 이용하여 O2의 유량은 40 sccm,을 흘려주면서 20분 동안 상온에서 SiOC 박막을 증착하였다. 그리고 열처리를 하면서 온도를 50~250도까기 변화시키면서 열처리온도에 따른 변화를 관찰하였다. ~10-5 Torr 저진공을 뽑고, 공정압력은 1.
- SiOC 박막을 증착하고 열처리가 이루어진 박막의 특성은 XRD와 반도체파라미터 분석기를 이용하여 전기적인 특성을 조사하였다. 박막의 두께와 굴절율은 엘립소미터를 이용하였으며, 박막의 두께, 굴절률, 결합상태와 전기 적인 특성과의 상관성을 조사하였다.
- 반도체소자에서 가장 많이 사용되는 절연막으로써 전기적인 특성을 개선하기 위한 방안으로 SiOC 박막을 증착하고 열처리하였다. 증착하는 과정에서 형성되는 OH기를 제거하여 절연특성을 개선하였으며, 100도 온도에서 열처리를 한 샘플에서 누설전류가 가장 작게 나타났다.
- 본 연구에서 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 SiOC 박막을 증착하고 열처리를 수행하였다. 분극의 감소와 박막의 두께 등이 누설전류에 미치는 영향을 조사하였다.
- 본 연구에서 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 SiOC 박막을 증착하고 열처리를 수행하였다. 분극의 감소와 박막의 두께 등이 누설전류에 미치는 영향을 조사하였다. SiOC 박막의 형성과 누설전류의 상관관계로부터 저온공정 가능한 SiOC 박막의 공정파라미터를 찾아내고 박막의 형성과정에 대하여 조사하였다.
대상 데이터
- SiOC박막은 rf 마크네트론 스퍼터 방법에 의해서 증착하였다. 타겟소스로는 SiO2와 탄소의 성분비 (Si:99 wt%, C:1wt%)를 2 inch 을 이용하여 O2의 유량은 40 sccm,을 흘려주면서 20분 동안 상온에서 SiOC 박막을 증착하였다. 그리고 열처리를 하면서 온도를 50~250도까기 변화시키면서 열처리온도에 따른 변화를 관찰하였다.
이론/모형
- SiOC박막은 rf 마크네트론 스퍼터 방법에 의해서 증착하였다. 타겟소스로는 SiO2와 탄소의 성분비 (Si:99 wt%, C:1wt%)를 2 inch 을 이용하여 O2의 유량은 40 sccm,을 흘려주면서 20분 동안 상온에서 SiOC 박막을 증착하였다.
성능/효과
- 열처리 후 분극의 감소는 열처리 온도에도 의존하는 것을 확인할 수 있다. 100도의 온도에서 두께가 두꺼워지고 굴절률은 감소하였으며, 50도와 150도 사이에서 급격한 변화가 일어나는 것을 확인할 수 있다.
- 증착하는 과정에서 형성되는 OH기를 제거하여 절연특성을 개선하였으며, 100도 온도에서 열처리를 한 샘플에서 누설전류가 가장 작게 나타났다. SiOC 박막은 분극의 감소에 의해서 전기적인 특성이 개선되었으며, 분극의 감소는 열처리가 이루어지는 온도에 따라서도 확인되었으며, XRD 패턴에 의하면 비정질성이 높아지는 것으로 나타났다. 원자사이의 결합력이 약해지면서 비정질성은 높아졌으며, 박막의 두께는 커지고 굴절율은 따라서 감소하였다.
- SiOC 박막의 특성에 의해서 분극이 낮아지는 박막에서 누설전류도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반도체 박막의 두께 역시 누설전류에 영향을 주었으며, 박막의 두께가 두꺼울수록 누설전류는 감소하였다.
- 원자사이의 결합력이 약해지면서 비정질성은 높아졌으며, 박막의 두께는 커지고 굴절율은 따라서 감소하였다. 굴절율의 감소와 커패시턴스의 감소는 유전상수의 감소를 의미하며, 유전상수가 감소하는 박막에서 박막의 두께는 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 34도와 43도 근처에서 열처리된 XRD 픽이 나타나고 있으며, 이러한 픽이 관찬되는 SiOC 박막은 상대적으로 결정성이 증가하고 있다는 의미를 갖는다. 따라서 100도 열처리 공정 후 SiOC 박막에서 비정질특성이 강하게 나타나고 있다는 것을 확인할 수 있다. 250도에서도 XRD 패턴은 100도의 XRD 패턴과 유사한 것을 알 수 있다.
- SiOC 박막의 특성에 의해서 분극이 낮아지는 박막에서 누설전류도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반도체 박막의 두께 역시 누설전류에 영향을 주었으며, 박막의 두께가 두꺼울수록 누설전류는 감소하였다. 두께가 감소함에 따라서 굴절률은 감소하였다.
- 3은 SiOC 박막의 열처리 후 박막의 커패시턴스를 측정하였다. 열처리 온도에 따라서 SiOC의 커패시턴스 값은 달라지고 있으며, 100도 열처리 한 박막에서 커 패시턴스 값이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 분극이 가장 낮은 박막에서 커패시턴스 값이 가장 낮으며, 커패시턴스의 값은 유전상수가 낮은 것을 의미하기도 한다.
- SiOC 박막의 형성은 서로 다른 분극을 갖는 알킬기와 수산기의 조합에 의해서 증착과정에서 분극이 낮은 박막으로 형성되는데 OH 기의 형성 또한 자연스럽게 생겨나지만 열처리하는 과정에서 사라지게 되므로 열처리 후 분극은 더욱 감소하게 된다. 열처리 후 분극의 감소는 열처리 온도에도 의존하는 것을 확인할 수 있다. 100도의 온도에서 두께가 두꺼워지고 굴절률은 감소하였으며, 50도와 150도 사이에서 급격한 변화가 일어나는 것을 확인할 수 있다.
- SiOC 박막은 분극의 감소에 의해서 전기적인 특성이 개선되었으며, 분극의 감소는 열처리가 이루어지는 온도에 따라서도 확인되었으며, XRD 패턴에 의하면 비정질성이 높아지는 것으로 나타났다. 원자사이의 결합력이 약해지면서 비정질성은 높아졌으며, 박막의 두께는 커지고 굴절율은 따라서 감소하였다. 굴절율의 감소와 커패시턴스의 감소는 유전상수의 감소를 의미하며, 유전상수가 감소하는 박막에서 박막의 두께는 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 반도체소자에서 가장 많이 사용되는 절연막으로써 전기적인 특성을 개선하기 위한 방안으로 SiOC 박막을 증착하고 열처리하였다. 증착하는 과정에서 형성되는 OH기를 제거하여 절연특성을 개선하였으며, 100도 온도에서 열처리를 한 샘플에서 누설전류가 가장 작게 나타났다. SiOC 박막은 분극의 감소에 의해서 전기적인 특성이 개선되었으며, 분극의 감소는 열처리가 이루어지는 온도에 따라서도 확인되었으며, XRD 패턴에 의하면 비정질성이 높아지는 것으로 나타났다.
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