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제안 방법
- PPALD 방법으로 제작된 박막을 AES analysis로 분석해 보았다. 각각 300°C, 350°C에서 증착된 박막이다.
- PPALD 장비를 이용하여 삼원계 W-N 박막을 증착하였다. AES 분석 결과 350°C에서 박막이 안정적으로 증착되는 것을 관찰할 수 있었으며 열적 안정성도 향상되었다.
- W-N 박막의 Cu에 대한 열적 안정성을 비교, 조사하기 위하여 350°C에서 lOOcycle 동안 증착한 W-N 박막위에 Cu를 thermal evaporator로 증착하여 Cu/W-N/TEOS/Si 구조를 만들었다. 열적 특성을 비교하기 위하여 조각으로 잘라서 Furnace에 넣고 각각 600°C와 700°C에서 30 분간 질소 분위기에서 열처리 하였다.
- 최근 Bystrova 에 의해 480 |X2-cm의 낮은 비저항을 가지는 ALD-WuN 이 발표되었으나 500 °C의 온도에서도 구리의 확산을 방지할 수가 없었다 본[9], 그러므로 본 연구에서는 WF(-NH3-N2 gas system에 펄스 플라즈마를 적용하여 보다 낮은 비저항과 뛰어난 열적 안정성을 가지는 ALD-WN 박막을 제조하였고, 펄스 플라즈마는 NH:i 와 N? 의 주입 cycle 동안 적용되었다. 결과적으로 metal-organic source를 사용하지 않고, 간단한 hal id gas 만을 사용하여 PPALD 방법에 의해 3200 卩Q-cm의 비저항을 가지며, 700 °C의 온도에서 도구리 확산에 안정한 얇고 우수한 W-C-N 박막을 제조하였다. 증착 기구는 일반적인 ALD 의 증착 기구를 그대로 따라가므로 정확한 두께의 control이 가능하였다.
- 히터는 2인치 wafe 를 장착할 수 있는 것으로 450 °C까지 온도를 증가시킬 수 있다. 또한 정확한 가스 주입을 위하여 computer를 이용하여 밸브와 가스 흐름을 제어하였다. 원자층 증착 실험으로서 W-N 박막을 증착하고자 하였다.
- 원자층 증착 실험으로서 W-N 박막을 증착하고자 하였다. 먼저 P-type (100) Si wafe 의 nat ive oxide 를희석된 HF 에 의해 제거한 뒤 PECVD 방법으로 200nm 두께의 TEOS 를 ILD Layer 로서 증착하였디-. 증착된 TEOS 위에 H2/N2 플라즈마를 이용하여 350 °C에서 30분간 초기 표면 처리를 하였다.
- 사용된 전구체는 WF(;, NH3, N2 가스이며 PPALD process 는 다음과 같이 행하여졌다. 먼저 WF6 가스를 0.2 초간 주입하고 각각 5 초간의 진공, N2 주입, 진공으로 이루어진 purging process를 행하였다. 다음으로 NH3 가스를 주입하였으며 또한 purging process를 수행하였고, 마지막으로 N2 가스를 주입하였다.
- 펄스 플라즈마 박막에 의해서 증착된 W-N 박막은 700 °C 에서도 그림 4의 (a) 와 같이 Cu와 Si가 반응한 피크를 관찰할 수 없었다. 열적 안정성을 관찰하는 다른 방법인 RBS를 통한 분석을 통해 알아보고자 같은 조건의 시편을 분석하였다. 그림 4 의 (b)에서 펄스플라즈마 방법으로 증착된 W-N 박막은 700°C의 30분에서 Cu에 대한 열적 안정성을 가지는 것을 확인하였다.
- 열적 특성을 비교하기 위하여 조각으로 잘라서 Furnace에 넣고 각각 600°C와 700°C에서 30 분간 질소 분위기에서 열처리 하였다. 펄스 플라즈마 박막에 의해서 증착된 W-N 박막은 700 °C 에서도 그림 4의 (a) 와 같이 Cu와 Si가 반응한 피크를 관찰할 수 없었다.
- 또한 정확한 가스 주입을 위하여 computer를 이용하여 밸브와 가스 흐름을 제어하였다. 원자층 증착 실험으로서 W-N 박막을 증착하고자 하였다. 먼저 P-type (100) Si wafe 의 nat ive oxide 를희석된 HF 에 의해 제거한 뒤 PECVD 방법으로 200nm 두께의 TEOS 를 ILD Layer 로서 증착하였디-.
- ALD- WC 는 295 噸-ctn의 낮은 비저항을 가지나 열적 안정성이 좋지 않으며, ALD-WN 의 경우는 비저항이 4500 "2-cm로 매우 높다. 최근 Bystrova 에 의해 480 |X2-cm의 낮은 비저항을 가지는 ALD-WuN 이 발표되었으나 500 °C의 온도에서도 구리의 확산을 방지할 수가 없었다 본[9], 그러므로 본 연구에서는 WF(-NH3-N2 gas system에 펄스 플라즈마를 적용하여 보다 낮은 비저항과 뛰어난 열적 안정성을 가지는 ALD-WN 박막을 제조하였고, 펄스 플라즈마는 NH:i 와 N? 의 주입 cycle 동안 적용되었다. 결과적으로 metal-organic source를 사용하지 않고, 간단한 hal id gas 만을 사용하여 PPALD 방법에 의해 3200 卩Q-cm의 비저항을 가지며, 700 °C의 온도에서 도구리 확산에 안정한 얇고 우수한 W-C-N 박막을 제조하였다.
대상 데이터
- chamber 안으로 주입되는 두 개의 가스 라인은 main 가스인 WF6와 다른 전구체를 분리하여 잔류 가스들이 기상에서 반응하는 것을 최소한 억제하였다. 가스 잔류 시간을 줄이기 위 해 chamber의 부피는 최소로 하였고, 252/sec의 펌 핑 용량을 가지는 Edward E2M80 을 사용하였다. 히터는 2인치 wafe 를 장착할 수 있는 것으로 450 °C까지 온도를 증가시킬 수 있다.
- 그런 다음 PPALD 방법을 이용하여 W-N 박막을 증착하였다. 사용된 전구체는 WF(;, NH3, N2 가스이며 PPALD process 는 다음과 같이 행하여졌다. 먼저 WF6 가스를 0.
이론/모형
- 그림 4. XRD patterns and RBS spectra of W-N films deposited at 350°C after 100 cylces using PPALD method.
- 증착된 TEOS 위에 H2/N2 플라즈마를 이용하여 350 °C에서 30분간 초기 표면 처리를 하였다. 그런 다음 PPALD 방법을 이용하여 W-N 박막을 증착하였다. 사용된 전구체는 WF(;, NH3, N2 가스이며 PPALD process 는 다음과 같이 행하여졌다.
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