PVD 방법에 의한 TiN barrier metal 형성과 공정개발

국문 초록 (Abstract)

Ar과 N₂-가스가 혼합된 분위기에서 반응성 스퍼터링 방법에 의하여 TiN 박막을 증착하였다. N₂ 가스의 농도는 화학양론적으로 TiN이 형성되는 조건에 맞도록 조절하였으며, 기판의 온도는 실온에서 부터 700℃의 범위내로 유지하였다. (111) texture 구조를 가지면서 화학양론적으로 Ti_(0.5)N_(0.5)인 박막은 기판의 온도가 600℃ 이상에서 형성되었고, 기판의 온도가 600℃ 이하에서는 형성된 박막은 N-과다형이었다. XRD, XPS 및 RBS 분석 결과 TiN 박막의 조성비는 기판의 온도에 다소 의존하였으나 약 5% 이내에 불과하였다. TiN 박막의 면저항은 기판온도의 증가에 따라 감소하였고, 기판온도가 600℃에서 증착된 TiN 박막의 면저항은 14.5Ω/□ 였고, Ar-가스 분위기에서 700℃로 30초간 열처리한 후는 8.9Ω/□이었다. 따라서 반응성 스퍼터링방법에 의하여 형성되는 양질의 TiN 박막은 기판온도가 600℃이상이 최적조건임을 알았다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Titanium nitride (TiN) films were prepared by reactive sputter deposition in mixed gas of Ar +N₂. The volume percentage of N₂ in the working gas was chosen so as to grow stoichiometric TiN films and the substrate temperature during film growth was set from room temperature to 700℃. Stoichiometric Ti_(0.5)N_(0.5) films with (111) texture were grown at temperatures over 600℃, while films prepared at temperatures below 600℃ showed N-rich TiN. The composition x and y in the Ti_xN_y films determined by XPS and RBS varied within 5% with the substrate temperature. The sheet resistance of the TiN films decreases as the substrate temperature increased. TiN film prepared at 600℃ showed 14.5 Ω/□, and it decreased to 8.9 Ω/□ after the sample was annealed at 700℃, 30 sec in Ar-gas ambient by RTA. By far, high quality stoichiometric TiN films by reactive sputtering in the mixed gas ambient could be prepared at substrate temperature over 600℃.

목차 (Table of Contents)

• 요약
  
• Abstract
  
• 1. 서론
  
• 2. 실험
  
• 3. 결과 및 고찰
  
• 4. 결론
  
• 감사의 글
  
• 참고문헌