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게이트 산화전 RCA세정 횟수에 따른 Si/SiO₂계의 절연특성에 관한 연구
정양희,유일현,한원열 麗水水産大學校産業技術硏究所 1998 産業基術硏究所 論文集 Vol.7 No.-
The purity of wafer surface is an essential requisite for the successful fabrication of VLSI silicon circuits. The solution used in the cleaning step of silicon wafer surfaces known as "RCA standard clean" has the volume ratios NH₄OH : H₂O₂: H₂O=1:1:5. This RCA cleaning process for bare wafer can affect the state of wafer surfaces. This can cause the degeneration of gate oxide layer. For the investigation of this problem, we measured the Dit(interface trap density) of Si/SiO₂system using the C-V method. The Dit is in the range of 0.89∼2.13×10¹¹[cm-²eV-¹]. This measure is increased proportionally to the number of cleaning times. Leakage current is in the range of 1×10-¹∼1×10(-8)[A] according to the cleaning times, especially, we notice that additional RCA cleaning increases the leakage current in the order of hundred times compared to one times cleaning under 10[V] gate voltage. The electrical breakdown field using the breakdown obtained by I-V method is in the range of 8~12[MV/cm]. This measure is decreased proportionally to the cleaning times. This increment of leakage current by additional RCA cleaning result in the 0.8% decrement of yield. Since cleaning process of before gate oxidation directly affect the device performance and reliability, we think that further investigation is necessary for the clear understanding and of cleaning process.
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정윤해,한원열,박영걸 한국전기전자재료학회 1994 電氣電子材料學會誌 Vol.7 No.2
The multi-dielectric layer SiOz/Si3N4/SiO2(ONO) is used to scale down the memory device. In this paper, the change of composition in ONO layer due to the process condition and the conduction mechanism are observed. The composition of the oxide film grown through the oxidation of nitride film is analyzed using auger electron spectroscopy(AES). AES results show that oxygen concentration increases at the interface between oxide and nitride layers as the thickness -of the top oxide layer increases. Results of I-V measurement show that the insulating properties improve as the thickness of the top oxide layer increases. But when the thickness of the nitride layer decreases below 63.angs, insulating peoperties of film 28.angs. of top oxide and film 35.angs. turn over showing that insulating property of film 28.angs. of top oxide is better than that of film 35.angs. of top oxide. This phenomenon of turn over is thought as the result of generation of surface state due to oxygen flow into nitride during oxidation process. As the thickness of the top oxide and nitride increases, the electrical breakdown field increases, but when the thickness of top oxide reaches 35.angs, the same phenomenon of turn over occurs. Optimum film thickness for scaled multi-layer dielectric of memory device SONOS is estimated to be 63.angs. of nitride layer and 28.angs. of top oxide layer. In this case, maximum electrical breakdown field and leakage current are 18.5[MV/cm] and $8{\times}{10^-12}$[A], respectively.
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다결정 실리콘 위에서의 titanium silicide 형성과 그 특성
김영수,한원열,박영걸 한국전기전자재료학회 1991 電氣電子材料學會誌 Vol.4 No.4
본 연구에서는 p형(100) 실리콘 기판 위에 LPCVD법으로 산화막과 다결정 실리콘을 증착하고 그 위에 Magnetron Sputtering법으로 티타늄을 500.angs.을 증착한 후, 열처리 온도 500-900.deg.C 사이에서 열처리 시간을 변화시키면서 N$_{2}$ 분위기 속에서 급속 열처리하여 티타늄 실리사이드를 형성하고 그 특성을 조사하였다. 500-600.deg.C 온도 범위에서 10초간 열처리한 시료에서는 실리사이드상은 나타나지 않고, 산소등의 불순물이 티타늄 박막 내로 확산되어 600.deg.C에서 면 저항이 최대값을 보였으며 열처리 온도는 675-750.deg.C로 높이자 TiSi상이 나타나면서 면저항이 감소되고 결정립의 크기가 크게 증가하였다. 또한 열처리온도 800.deg.C에서 나타나기 시작한 TiSi$_{2}$상은 열처리 온도 850.deg.C까지 TiSi상과 공존하면서 면저항과 reflectance는 계속 감소했다. 900.deg.C에서 10초간 열처리한 시료에서는 orthorhombic구조의 완전한 실리사이드 상만 나타났다. 최종적인 티타늄 실리사이드 박막의 두께는 1200.angs.이며 비저항은 18.mu..OMEGA.cm였다.
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