반도체 산업에서의 금속선 형성

주승기,김병윤 ( Seung Ki Joo,Byung Yoon Kim ) 대한금속재료학회 1997 大韓金屬學會會報 Vol.10 No.1

상온 플라즈마 질화막을 이용한 새로운 부분산화공정의 물성 및 전기적 특성에 관한 연구

이병일,주승기,Lee, Byung-Il,Joo, Seung-Ki 대한전자공학회 1989 전자공학회논문지 Vol. No.

부분산화공정(LOCOS : local oxidation of silicon)에서 발생하는 새부리의 길이를 줄이기 위하여 상온 플라즈마 질화막을 잉요한 시로운 공정에 대해 연구하였다. 400W, 100kHz의 교류 전력에 의한 질소 플라즈마로 실리콘 위에 두께가 $100{\AA}$ 미만의 균일한 실리콘 질화막을 형성시킬 수 있었다. 이렇게 형성된 질화막은 실리콘을 4000${\AA}$두께로 산화시키는 공정에서 실리콘의 산화를 효과적으로 방지할 수 있었고 새부리의 길이를 0.2${mu}m$로 감소시킬 수 있다는 것을 SEM 단면도로 확인하였다. 이 길이는 두꺼운 LPCVD 질화막을 이용한 기존의 부분산화공정에서의 0.7${mu}m$ 보다 훨씬 줄어든 것이다. Secco에칭 후 SCM으로 단면을 보았을때 새부리 근처에서 결정 결함을 관찰할 수 없었다. 이 새로운 LOCOS공정으로 $N^+/P^-\;well,\;P^+/N^-$ well 다이오드를 만들어 누설전류를 측정하였다. 그 결과 기존의 LOCOS 공정에 의한 성질보다 우수하거나 동등한 성질을 나타내었다. Room Temperature Plasma Nitridation of silicon was investigated as a new LOCOS (local oxidation of silicon) process in order to reduce the bird's beak length. In $N_2$ plasma formed by 100kHz, 400W AC power, a thin silicon nitride film (<100${\AA}$) was uniformly grown on a silicon substrate. SEM studies showed that the nitride layer formed by this method can effectively protect the silicon from oxidation and reduce the bird's beak length to $0.2{mu}m$ when 4000${\AA}$ field oxide is grown. This is a considerable improvement comparing with 0.7${mu}m,$ the bird's beak, for the conventional LOCOS process using a thick LPCVD nitride. No appreciable crystalline defect could be found around the bird's beak with SEM cross-section afrer Secco etch. Leakage current tests were carried out on the $N^+/P^-$ well and $P^+/N^-$ well diodes formed by this new LOCOS process. The electrical tests indicate that this new process has electrical properties similar or superior to those of the conventional LOCOS process.

PECVD 에 의한 다이아몬드성 탄소박막의 증착기구에 관한 연구

김한,주승기,Kim, Han,Joo, Seung-Ki 한국진공학회 1994 Applied Science and Convergence Technology Vol.3 No.4

메탄을 원료가스로 하여 PECVD에 의해 다이아몬드성 탄소(DLC) 박막을 형성하였으며 이때 인 가전력의 크기 및 주파수 그리고 보조가스의 종류가 optical band gap의 크기에 미치는 영향에 대학여 연구하였다. DLC 박막의 optical band gap 은 증착되는 이온의 에너지가 증가할수록 감하였으며 불활성 기체를 보조가스로 사용하는 경우 인가전력에 따른 optical band gap의 크기가 큰폭으로 감소하였다. 소 소를 보조가스로 사용한 경우는 높은 인가전력(100W 이상)에서 optical band gap이 증가하는 것으로 밝 혀졌으며 본 연구에서 제안된 증착 기수의 모델에 의해 적절한 설명이 가능하였다.

Co - Cu 과립막의 거대자기저항 현상에 관한 연구

박주욱(Joo-Wook Park),주승기(Seung-Ki Joo),K.Takanashi(K.Takanashi),T.Sugawara(T.Sugawara),H.Fujimori(H.Fujimori) 한국자기학회 1994 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.4 No.1

Pd에 의해 결정화 속도가 향상된 Ni-MILC에서 기하학적 형상이 결정화 속도에 미치는 영향

김영수,주승기,Kim Young-Su,Joo Seung-Ki 한국재료학회 2004 한국재료학회지 Vol.14 No.7

It is well-known that adjacent Pd-MILC enhanced the rate of Ni-MILC. And the phenomena can be explained by tensile stress propagation between amorphous silicon and Pd silicide which is catalyst of crystallization. In this study, we modified tensile stress by changing geometry of amorphous silicon to prove that there is a direct relation between tensile stress and Ni-MILC rate enhancement. When the tensile stress concentrated, the Ni-MILC rate was enhanced more(14.5 ${\mu}m/hr$) by Pd-MILC while the conventional Pd-MILC enhanced Ni-MILC rate was 11 ${\mu}m/hr$. As the result we can be sure that the tensile stress causes the enhancement of Ni-MILC rate.

NiFe / Ag 불연속 다층막의 거대자기저항 현상에 관한 연구

박주욱(Joo-Wook Park),주승기(Seung-Ki Joo) 한국자기학회 1995 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.5 No.1

구리의 선택적 전착에서 결정 입자의 크기가 전기적 접촉성에 미치는 영향

황규호,이경일,주승기,강탁,Hwang, Kyu-Ho,Lee, Kyung-Il,Joo, Seung-Ki,Kang, Tak 한국결정성장학회 1991 韓國結晶成長學會誌 Vol.1 No.2

초 고집적 회로의 시대로 접어들면서 지금까지의 금속선 형성 기술 및 배선 재료에 많은 문제점들이 나타나고 있다. 알루미늄의 대체 재료로서 검토되고 있는 구리를, 전기 화학적 방법에 의해 미세 접촉창에 선택적으로 충전함으로써 새로운 금속선 형성 기술을 제시하고자 하였다. 0.75M의 황산구리 수용액을 전해액으로 사용하여 p형 (100) 규소 박판위에 구리 전착막을 형성한 후 Alpha Step, 주사 전자 현미경, 4-탐침법을 사용하여 막의 두께, 입자 크기, 비저항을 측정함으로써 전착 시간, 전류 밀도, 첨가물로 사용한 젤라틴 농도가 전착막의 성질에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 평균 전착 속도는 전류 밀도가 $ 2A/dm^2$일 때 0.5-0.6\mu\textrm{m}$/min 였고 구리 입자의 크기는 전류밀도 증가에 따라 증가하였다. 입자 크기 $4000{\AA}$이상에서 얻어진 비저항값은 3-6 Ω.cm였다. 젤라틴을 첨가하여 입자의 크기를 $0.1\mu\textrm{m}$이하로 감소시킴으로써 크기 $1\mu\textrm{m}$이하의 접촉장에 구리를 선택적으로 충전시키는데 성공하였다. With the advent of ULSI, many problems in previous metallization techniques and interconnection materials have become more serious. In this work, selective deposition of copper to fill the submicron contact has been tried. After forming electro-deposited copper films on p-type (100) silicon wafer using 0.75M $CuSO_4{\cdot}$5H_2O$ as an electrolyte, the effect of deposition time, current density and concentration of an additive on film properties were investigated. Film thickness, particle size and resistivity were analyzed by Alpha Step, SEM and 4 - point probe measurement respectively. The deposition rate was about $0.5-0.6\mu\textrm{m}$/min at $2A/dm^2$ and the particle size increased with increasing current density. The resistivities of electro-deposited copper films were about $3-6{\mu}{\Omega}{\cdot}$cm for the particle size above $4000{\AA}$. By the addition of 0.2 g/l gelatin, the particle size was reduced to less than $0.1{\mu}m $ and selective plugging of copper on submicron contacts could be successfully achieved.

W-Cu 합금의 액상소결을 위한 새로운 공정의 개발:유동층 환원법

인태형,이석운,주승기,Ihn, Tae-Hyoung,Lee, Seok-Woon,Joo, Seung-Ki 한국재료학회 1994 한국재료학회지 Vol.4 No.4

1$\mu \textrm{m}$이하의 텅스텐 분말에 구리를 균일하게 코팅하는 공정을 새로이 개발했다. 구리가 코팅된 $\mu \textrm{m}$이하의 텅스텐 분말을 이용하여 액상소결하였으며, 구리가 균일하게 분포된 W-Cu합금을 얻을 수있었다. 본 연구에서 개발된 방법에 의해 구리의 함유량을 10wt.%이하로 낮추면서도 균일한 W-Cu합금을 얻을 수 있었으며, 특히 코발트를 같은 방식에 의해 첨가하면 구리액상이 형성된 후 급격히 치밀화하여 96% 이상의 상대밀도를 갖는 W-Cu 합금을 제작하는데 성공하였다. 코발트 첨가에 의한 급격한 치밀화의 증가는 텅스텐과 구리액상 사이의 접착성 향상에 기인하는 것으로 밝혀졌다. A new process for uniform coating of copper to submicron tungsten powder has been developed. W-Cu alloy where copper can be uniformly distibuted has been made by the liquid phase sintering of thus prepared tungsten powder. It has been found that copper content can be lowered less than IOwt. % in our new process, maintaining the uniform distribution of copper in W-Cu alloy. Relative density above 96% was obtained after the liquid phase sintering when small amount of cobalt was added. It was revealed that the rapid increase of densification rate was due to the enhancement of wettability between tungsten particle and liquid copper.

MILC 성장 속도에 비정질 실리콘의 기하학적 형상이 미치는 영향

김영수,김민선,주승기,Kim Young-Su,Kim Min-Sun,Joo Seung-Ki 한국재료학회 2004 한국재료학회지 Vol.14 No.7

High quality polycrystalline silicon is very critical part of the high quality thin film transistor(TFT) for display devices. Metal induced lateral crystallization(MILC) is one of the most successful technologies to crystallize the amorphous silicon at low temperature(below $550^{\circ}C$) and uses conventional and large glass substrate. In this study, we observed that the MILC behavior changed with abrupt variation of the amorphous silicon active pattern width. We explained these phenomena with the novel MILC mechanism model. The 10 nm thick Ni layers were deposited on the glass substrate having various amorphous silicon patterns. Then, we annealed the sample at $550^{\circ}C$ with rapid thermal annealing(RTA) apparatus and measured the crystallized length by optical microscope. When MILC progress from narrow-width-area(the width was $w_2$) to wide-width-area(the width was $w_1$), the MILC rate decreased dramatically and was not changed for several hours(incubation time). Also the incubation time increased as the ratio, $w_1/w_2$, get larger. We can explain these phenomena with the tensile stress that was caused by volume shrinkage due to the phase transformation from amorphous silicon to crystalline silicon.

리튬 망간산화물 박막에서의 전극 반응의 개선

박영신,김찬수,주승기,Park Young-Shin,Kim Chan-Soo,Joo Seung-Ki 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.2

리튬 망간 산화물 박막의 고율 방전 특성을 향상시키기 위하여 사진 식각 법을 이용하여 미세 패턴된 양극 박막을 제조하였다. 방전 전류 밀도를 달리하여 측정한 결과, 리튬 이온의 intercalations kinetic레 관계하는 전하 전달 저항 값이 감소하게 되어 고율 방전 특성이 향상되었다. In order to improve the rate capability of lithium manganese oxide thin film, we prepared the patterned cathode films by conventional lithography and etching techniques. From the investigation of discharge current density effects on discharge curves of cathode films, the rate capability was greatly improved due to increase of lithium intercalation kinetics fur charge transfer.