탄소 클러스터들에 관한 시뮬레이션(I) -C$_2$-C$_5$ 의 구조와 에너지-

이종무,Lee, Chong-Mu 한국재료학회 1991 한국재료학회지 Vol.1 No.3

반경험적 포텐셜 에너지함수를 이용한 Statics 시뮬레이션에 의하여 $C_2-C_5$ 클러스터들의 구조와 에너지들을 구하였다. 계산결과들에 의하면, $C_2-C_5$ 의 가장 안정된 구조는 모두 직선형이었다. 또한 사방형(rhombic) $C_4$ 뿐만아니라, Y자형태의 $C_4$도 직선형 $C_4$와 매우 비슷한 에너지 값을 가짐을 발견하였다. The geometries and energies of $C_2-C_5$ clusters have been calculated using simple semiempirical potential energy functions. The results of the calculations show that the most stable structure of the $C_2-C_5$ clusters is linear and that not only the rhombic $C_4$ but also the Y-shaped $C_4$ hale similar energy to the linear $C_4$.

$SiH_4$ 환원에 의한 Selective CVD-W막 특성에 대한 증착시간과 압력의 효과

이종무,이강욱,박선후,Lee, Chong-Mu,Lee, Kang-Uk,Park, Sun-Hoo 한국재료학회 1991 한국재료학회지 Vol.1 No.4

$SiH_4$환원에 의한 선택성 CVD-W 공정에서 증착시간과 증착압력에 따른 W막 특성의 변화를 조사하였다. $300^{\circ}C$, 100mtorr이하에서 W막이 Si기판 전면에 증착되는 데에 약 30초의 시간이 걸렸고, 증착시간에 따라 막 두께는 초기에는 직선적으로, 나중에는 포물선적으로 증가하였으며, 면저항은 초기에는 급히, 나중에는 서서히 감소하는 경향을 나타내었다. 50-300mtorr의 압력범위에서 압력의 증가에 따라 결정립도(grain size)는 별로 변하지 않았으나 결정립계(grain boundary)의 윤곽이 불확실해지는 경향을 나타내었다. 또한 이 압력범위에서는 ${\alpha}-W$만 나타날 뿐 ${\beta}-W$의존재는 발견되지 않았다. 증차압력의 증가에 따라 W막의 증착속도가 증가하고, 비저항도 증가하는 경향을 보였다. AES 분석결과에 의하면, 증착압력온 Si/W의 조성비나 W/Si계면에서의 실리사이드화에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. Change of the properties of selective CVD-W by $SiH_4$ reduction with the variation of deposition time and pressure has been investigated. The lime required for covering the who)to Si substrate by tungsten at $300^{\circ}C$ under the pressure of 100mtorr is approximately 30 seconds. The film thickness tends to increase linearly in the early stage of deposition process and parabolically later, sheer resistance of the film tends to decrease rapidly initially, and slowly later with deposition time. Tungsten grain size does not change much, but grain boundary becomes hazy in the pressure range of 50-300mtorr. Also no ${\beta}-W$ but only ${\alpha}-W$ was found in this pressure range. The deposition rate and electrical resistivity of tungsten tend to increase wish increasing pressure. The results of AES analysis show that pressure does not much affect Si/W ratio of the tungsten film and silicidation at the W/Si interface.

Cu-MOCVD를 위한 TiN기판의 플라즈마 전처리

이종무,임종민,박웅,Lee, Chong-Mu,Lim, Jong-Min,Park, Woong 한국재료학회 2001 한국재료학회지 Vol.11 No.5

TiN barrier 막 위에 metal organic chemical vapor deposition (MOCVD)법으로 Cu막을 증착함에 있어 TiN막 표면을 먼저 세정처리하지 않고 바로 Cu막을 증착하려하면 Cu의 핵생성이 어렵고, 그 결과 연속된 Cu막이 형성되지 못한다. 본 연구에서는 SEM, AES, AFM 등의 분석방법을 사용하여 TiN 막 표면에 대한 플라즈마 전처리 세정이 Cu막의 핵생성에 미치는 효과에 관하여 조사하였다. Gu의 전처리 세정방법으로는 direct플라즈마 방식이 원거리 플라즈마 방식보다 훨씬 더 효과적이다. 또한 수소플라즈마 전처리 시 rf-power와 플라즈마 조사시간이 증가함에 따라 세정효과는 더 증대된다. 플라즈마 전처리가 Cu의 핵생성을 고양시키는 원리는 다음과 같다. 플라즈마 내의 수소이온이 TiN과 반응하여 $NH_3$가 됨으로서 질소 성분이 제거되어 TiN이 Ti로 환원된다. Cu는 TiN기판보다는 Ti기판상에서 핵생성이 더 잘 되므로 플라즈마 전처리는 Cu의 핵생성을 돕는 효과를 가져온다. It is difficult to obtain high Cu nucleation density and continuous Cu films in Cu-MOCVD without cleaning the TiN substrate prior to Cu deposition. In this study effects of plasma precleaning on the Cu nucleation density were investigated using SEM, XPS, AES, AFM analyses. Direct plasma pretreatment is much more effective than remote plasma pretreatment in enhancing Cu nucleation. Cleaning effects are enhanced with increasing the rf-power and the plasma exposure time in hydrogen plasma pretreatment. The mechanism through which Cu nucleation is enhanced by plasma pretreatment is as follows: Hydrogen ion\ulcorner in the hydrogen plasma react with TiN to form Ti and $NH_3$ Cu nucleation is easier on the Ti substrate than TiN substrate.

ECR plasma로 전처리된 Cu seed층 위에 전해도금 된 Cu 막에 대한 Annealing의 효과

이한승,권덕렬,박현아,이종무,Lee, Han-seung,Kwon, Duk-ryel,Park, Hyun-ah,Lee, Chong-mu 한국재료학회 2003 한국재료학회지 Vol.13 No.3

Thin copper films were grown by electrodeposition on copper seed layers which were grown by sputtering of an ultra-pure copper target on tantalum nitride-coated silicon wafers and subsequently, cleaned in ECR plasma. The copper films were then subjected to ⅰ) vacuum annealing, ⅱ) rapid thermal annealing (RTA) and ⅲ) rapid thermal nitriding (RTN) at various temperatures over different periods of time. XRD, SEM, AFM and resistivity measurements were done to ascertain the optimum heat treatment condition for obtaining film with minimum resistivity, predominantly (111)-oriented and smoother surface morphology. The as-deposited film has a resistivity of ∼6.3 $\mu$$\Omega$-cm and a relatively small intensity ratio of (111) and (200) peaks. With heat treatment, the resistivity decreases and the (111) peak becomes dominant, along with improved smoothness of the copper film. The optimum condition (with a resistivity of 1.98 $\mu$$\Omega$-cm) is suggested as the rapid thermal nitriding at 400oC for 120 sec.

Diamond (100) 및 (110) 표면구조와 표면에너지의 시뮬레이션

이종무(Chong-Mu Lee) 한국진공학회(ASCT) 1994 Applied Science and Convergence Technology Vol.3 No.3

Tersoff 포텐셜을 사용한 에너지최소화(lattice statics) 테크닉에 의하여 컴퓨터 시뮬레이션함으로써 다이아몬드 (100)과 (110) 표면의 구조와 표면에너지를 구하였다. 다이아몬드 (100)면과 (110)면의 reconstruction pattern은 각각 (1×l)과 (2×1)이며, 표면에너지는 각각 6,671.3 erg/cm²와 4,032.0 erg/cm²인 것으로 계산되었다. (100)면의 surface reconstruction은 첫번째 원자층과 두번째 원자층간의 간격이 [l00] 방향으로 수축되는 것으로 나타났다 . 한편 (110)면의 surface reconstruction은 주로 첫번째 원자층에서의 원자들이 [001] 방향으로 dimerization하는 것과 첫번째 원자층과 두번째 원자층간의 간격이 [110] 방향으로 수축되는 것으로 나타났다. 그밖에 표면의 각 원자층의 stress 성분들이 구해졌으며, 그것들이 표면흡착에 미치는 효과 등이 토의되었다. The structure and energy of diamond (100) and (110) surfaces have been calculated by the computer simulation employing the lattice statics technique based on Teroff potential. The simulation results suggest that the reconstruction patterns of (100) and (110) surfaces are (1×1) and (2×1) respectively and that the surface energies of the two surfaces are 6,671.3 and 4,032.0 erg/cm², respectively. According to the simulation results the surface reconstruction of the (100) surface mainly consists of the reduction of the interlayer spacing between the first and second atomic layers, while that of the (110) surface consists of the dimerization of atoms in the first atomic layer as well as the contraction of the interlayer spacing between the first and second atomic layers. Besides them the stress components of the first four atomic layers at the surface were obtained and their effects on the surface adsorption were discussed.

Salicide Transistor 기술 동향

이종무(Chong Mu Lee),김영욱(Young Wook Kim) 대한금속재료학회 1994 大韓金屬學會會報 Vol.7 No.3

CVD 텅스텐의 응력 및 접합 누설전류 특성

이종무(Chong Mu Lee),최성호(Seong Ho Choi),이종길(Jong Gil Lee) 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.1

CVD 텅스텐의 응력 및 접합 누설전류 특성을 조사하였다. 응력-연속어닐링온도의 그래프는 냉각곡선의 응력이 가열곡선의 그것보다 더 높게 나타나는 이력현상을 보인다. SiH₄ 환원에 의하여 증착된 텅스텐 막이 수소환원에 의하여 증착된 막보다 전반적으로 내부응력 뿐만 아니라 열응력도 더 큰 것으로 나타났으며 전자가 후자에 비해 실리콘 기판과의 부착특성이 불량한 것도 이러한 응력차와 유관한 것으로 생각된다. SiH₄ 환원에 의하여 형성된 텅스텐 막은 상온에서 인장응력 상태에 있으며, 온도가 증가됨에 따라 응력이 감소하다가 700℃ 부근에서 압축응력 상태로 바뀌고, 계속 더 온도가 증가됨에 따라 압축응력이 급격히 증가한다.<br/> SiH₄ 환원에 의한 텅스텐막의 증착온도가 증가함에 따라 n^+/p 접합의 누설전류가 크게 증가하며, 특히 400℃로 온도가 증가함에 따라 누설전류의 증가폭이 크게 나타났는데, 이것은 수소환원 반응시와 유사하게 텡스텐의 침투(encroachment)에 의한 실리콘 소모가 그 원인이다. SiH₄/WF_6 유속비의 증가에 따라서도 누설전류가 증가하는데 그 효과는 미소한 것으로 나타났다. Stress and junction leakage current characteristics of CVD-tungsten have been investigated. Stress versus continuous annealing temperature plot. shows hysteresis curve where the stress level of the cooling curve is higher than that of the heating curve. It is found that the thermal and intrinsic stress of tungsten film deposited by SiH₄ reduction is higher than that by H₂ reduction.<br/> The tungsten film deposited by SiH₄ reduction is in the tensile stress state below 700℃ and the stress of the film decreses with increasing annealing temperature. The stress state changes into compressive stress at about 700℃ and the compressive stress increases rapidly with increasing temperature.<br/> Leakage current of the n^+/p diode increases rapidly especially in the range of 400~450℃ with increasing deposition temperature of the CVD-W by SiH₄ reduction, which is due to the Si consumption by W encroachment. On the other hand leakage current of the n^+/p diode slightly increases with increasing SiH₄/WF_6 ratio.

ZnO 성장을 위한 Atomic Layer Deposition법에서 공정온도가 박막의 구조적 및 광학적 특성에 미치는 영향

임종민,이종무,Lim, Jong-Min,Lee, Chong-Mu 한국재료학회 2005 한국재료학회지 Vol.15 No.11

Atomic layer deposition (ALD) is a very promising deposition technique for ZnO thin films. However, there have been very few reports on ZnO grown by ALD. Effects of substrate temperature in both ALD and post annealing on the microstructure and PL properties of ZnO thin films were investigated using X-ray diffraction, photoluminescence, and scanning electron microscopy. The temperature window of ALD is found to be between $130-180^{\circ}C$. The growth rate of ZnO thin film increases as the substrate temperature increases in the temperature range except the temperature window. The crystal quality depends most strongly on the substrate temperature among all the growth parameters of ALD. The crystallinity of the film is improved by increasing the growth thine per ALD cycle or doing post-annealing treatment. The grain size of the film tends to increase and the grain shape tends to change from a worm-like longish shape to a round one as the annealing temperature increases from $600^{\circ}C\;to\;1,000^{\circ}C$.

전처리가 CVD 텅스텐의 핵 생성에 미치는 영향

김의송,이종무,이종길,Kim, Eui-Song,Lee, Chong-Mu,Lee, Jong-Gil 한국재료학회 1992 한국재료학회지 Vol.2 No.6

반응성 스팟터법에 의하여 형성된 TiN막 표면상에 CVD 텅스텐막을 증착할 때 여러가지 전처리 실시에 따른 텅스덴의 핵 생성 양상의 변화를 비교 조사하였다. 먼저 Ar rf 스팟터에칭 전처리는 에칭 두께가 200A 이상일 때에는 잠복기와 증착속도를 증가시킨다. Ar 이온주입 전처리는 잠복기를 증가시켜 텅스텐의 핵 생성에는 불리한 효과를 나타내는 반면, 증착속도는 증가시킨다. 또한 Si$H_4$flushing 전처리는 TiN막 표면에서의 Si의 흡착을 용이하게 함으로써 잠복기를 약간 감소시키는 효과를 나타낸다. Effects of various pretreatments on the nucleation of CVD-W deposited on the reactively sputter-deposited TiN was investigated. Incubation period of nucleation and deposition rate decreased by the pretreatment of Ar rf-sputter etching for the depth below 300k, but they increased for the etchig depth over 200A. The preteatment of Ar ion implantation decreased the incubation period of nucleation, but increased deposition rate. Also Si$H_4$flushing pretreatment decreased the incubation period of nucleation slightly due to the absorption of Si by TiN surface.

Co/Ti(100)Si 이중층을 이용한 에피텍셜 Co 실리사이드의 형성

권영재,이종무,배대록,강호규,Kwon, Young-Jae,Lee, Chong-Mu,Bae, Dae-Lok,Kang, Ho-Kyu 한국재료학회 1998 한국재료학회지 Vol.8 No.6

단결정 Si기판위의 Co/Ti 이중층으로부터 형성된 Co 실리사이드의 에피텍셜 성장기구에 대하여 조사하였다. 실리사이드화 과정중 Ti원자들이 저온상의 CoSi결정구조의 tetrahedral site들을 미리 점유해 있음으로 인하여, $CoSi_{2}$ 결정구조로 바뀌는 과정에서 Si원자들이 나중에 제위치를 차지하기 어렵게 되는 효과 때문이다. 그리고 Ti중간층은 반응의 초기단계에 Co-Ti-O 삼원계 화합물을 형성하는데, 이 화합물은 실리사이드화 과정중 반응 제어층으로 작용하여 에피텍셜 실리사이드 형성에 중요한 역할을 한다. 최종 열처리 층구조 Ti oxide/Co-Ti-Si/epi/$Cosi_{2}$(100) Si 이었다. The formation mechanism of the epitaxial cobalt silicide from Co/Ti/OOO) Si structure has been investigated. The transition temperature of CoSi to CoSi, was found to increase with increasing the Ti interlayer thickness, which may be owing to the occupation of the tetrahedral sites by Ti atoms in the CoSi crystal structure as well as the blocking effect of the Ti interlayer on the diffusion of Co. Also, the Co- Ti-O ternary compound formed at the metal! Si interface at the begining of silicidation, which seems to play an important role in epitaxial growth of Co silicide. The final layer structures obtained after a rapid thermal annealing of the Cot Ti/( 100) Si bi-layer structure turned out to be Ti oxide/Co- Ti-Si/epi-$CoSi_2$/OOO)