furnace 열처리와 질소 플라즈마 처리에 의한 유기화학증착법을 이용한 선택적 구리 증착

곽성관,정관수,Gwak, Seong-Gwan,Jeong, Gwan-Su 대한전자공학회 2000 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.37 No.3

선택성을 향상시키기 위해서 BPSG(Borophosphosilicate glass) 위에 형성한 TiN 패턴을 로(furnace) 열처리와 질소 플라즈마 처리를 한 후 유기 화학 기상 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition)으로 구리 박막을 증착하였다. 먼저 650℃∼750℃에서 열처리한 후 150℃에서 구리 박막을 증착시켰을 때 750℃에서 열처리한 경우 TiN 표면 위에만 선택적으로 구리 증착이 일어났다. 질소 플라즈마 처리를 한 경우도 마찬가지로 BPSG 위에 구리 핵 형성이 억제됨을 알 수 있었다. 플라즈마 처리 온도를 증가시킬수록 BPSG 위의 구리 핵 형성이 더 효과적으로 억제되었다. 열처리와 플라즈마 처리 후 증착된 기판 표면을 TOF-SIMS(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)로 분석하였을 때 플라즈마 처리가 BPSG 표면의 구리 증착 작용기인 0-H(hydroxyl)기를 제거하여 구리의 선택성이 향상되었다고 해석하였다. The selective chemical vapor deposition techniques for Cu metallization were studied. For enhancing the selectivity, furnace annealing and N$_{2}$ plasma were treated on patterned TiN/BPSG prior to the copper deposition. As a result, Cu did not deposited lead to suppressing the nucleation on BPSG singificantly. With the increasement the plasma treatment temperature, copper nucleation on BPSG was suppressed mote effectively, From TOF-SIMS(Time-of-Flight Secondary ion Mass Spectrometry), it is considered that annealing and N$_{2}$ plasma treatment remove hydroxyl(0-H) group so that eliminating the nucleation site for copper precursor enhance the selectivity.

기판 종류와 전처리 방법에 따른 선택적 구리 박막 특성

곽성관,김동식,정관수 慶熙大學校 材料科學技術硏究所 1999 材料科學技術硏究論集 Vol.12 No.-

First, four different substrates, Si, SiO_(2), WN, and TiN, were used to examine the Cu deposition mechanism at the substrate surface. The initial stages of nucleation, density and grain size of the Cu thin film were investigated by performing the deposition at substrate temperatures ranging from 150 to 220℃ with a deposition time of 1 min. The results showed an increase in the Cu nuclei size with increasing deposition temperature for all four substrates. More specifically, WN and TiN substrates showed particle sizes at low temperature (150℃) which were significantly larger than for Si and SiO_(2) substrates nuclei sizes. Selective Cu deposition was achieved by depositing a TiN layer on a SiO_(2) substrate followed by patterning, thus creating two separate SiO_(2) and TiN surfaces. In order to study selective factors of Cu thin films, after SC1 cleaning, HF treatment and passivation treatment of the substrate, we have investigated deposition properties of selective Cu thin films. According to the pretreatment methods of the substrate surface, it showed very sensitive selective deposition properties from the experiment's result. Thus, from the above result, though Cu dry echting technique at room temperature is not yet developed, we could get some possibility to use Cu as semiconductor metallization.

광기술용 반도체의 개발현황 및 전망

곽성관,강기성,강창수 한국전기전자재료학회 2002 전기전자재료 Vol.15 No.2

급속 열처리된 GaAs위의 Ru와 RuO2박막의 Schottky Contact의 열적 안정성 비교 ( Comparison of Thermal Stability to Ru and RuO2 thin film Schottky Contact on GaAs by Rapid Thermal Annealing )

곽성관,정회환,정관수,김용태,민석기 대한전자공학회 1994 대한전자공학회 학술대회 Vol.1994 No.11

기판 표면 처리가 선택적 구리 박막 증착에 미치는 영향

곽성관 대한전자공학회 2001 전자공학회지 Vol.28 No.4

Si 나노 결정을 이용한 MOS 구조에서 Interface trap 효과에 관한 연구

곽성관,김동식 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌 IE (Industry electronics) Vol.41 No.02

Charge storage characteristics have been investigated in metal-oxide-semiconductor (MOS) memory structures based on silicon nanocrystals, where various interface traps and defects were introduced by annealing and hydrogenation treatments. The observations show that traps have strong influence on the charge storage behavior, and that the traps and the defects at the surface of silicon nanocrystals and the interface states at the SiO2/Si substrate play the different roles, respectively. First, to investigate characteristics of the nanocrystals memory, each sample has been investigated by high frequency (1㎒) capacitance-voltage (HF C-V) and current-voltage (I-V) measurements at 300K. In addition, to understand the origin of the trap effects on Si nanocrystals, the hydrogenation and annealing processes have been performed. 최근 전자제품의 휴대화로 전원이 꺼져도 정보를 저장할 수 있는 비휘발성 메모리에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 기존의 비휘발성 메모리인 EEPROM 구조에서 부유 게이트로서 계면 포획과 결함이 존재하는 실리콘 나노 결정을 이용한 금속-산화물-반도체 (MOS) 메모리 구조를 조사하였다. 나노 결정을 이용한 메모리 구조는 기존의 비휘발성 메모리에 비하여 구동전압이 낮고, 속도가 빠르며 많은 양의 정보를 저장하기 위한 집적도가 매우 우수하다. 그러나 실리콘 기판과 실리콘 산화막 사이 그리고 실리콘 나노 결정 표면에서의 전하 포획과 결함이 메모리 소자의 저장성에 큰 영향을 주기 때문에 계면 포획과 결함을 줄이는 실험을 하였다. 먼저 나노 결정 메모리의 저장 특성을 관찰하기 위하여 실온 (300K) 에서 1 ㎒ 의 고주파 전압-정전용량 (C-V) 측정과 전류-전압 (I-V) 특성을 관찰하였다. 그리고 마지막으로 열처리와 수소화를 통해서 메모리 특성의 원인을 분석하였다.

유기금속화학기상증착법에 의해 증착된 구리 핵의 기판과 전처리의 의존성

곽성관,이명재,김동식,강창수,정관수 대한전자공학회 2002 電子工學會論文誌 IE (Industry electronics) Vol.39 No.3

The nucleation of copper(Cu) with (hfac)Cu(VTMS) oganometallic precursor is investigated for Si, SiO2, TiN, and W2N substrates. As the deposition temperature is increased, the dominant growth mechanism is observed to change from the nucleation of Cu particles to the clustering of Cu nuclei around 180℃, independent of the employed substrates. It is also observed that the cleaning of substrate surfaces with the diluted HF solution improves the selectivity of Cu nucleation between TiN and SiO2 substrates. Dimethyldichlorosilane treatment is found to passivate the surface of TiN substrate, contrary to the generally accepted belief, when the TiN substrate is cleaned by H2O2 solution before the treatment. Si, SiO2, TiN, W2N 기판 위에 (hfac)Cu(VTMS) 유기금속 전구체로 증착된 구리 핵을 조사하였다. 증착온도가 증가함에 따라, 기판 종류에 상관없이 180℃에서 구리 핵이 클러스터링으로 성장하는 메커니즘을 관찰하였다. 또한, HF용액으로 세척한 TiN 과 SiO2가 공존하는 기판에서 구리 핵의 선택성이 향상됨을 관찰하였다. TiN을 H2O2로 세척한 후 Dimethyldichlorosilane 처리했을 때 표면이 passivation됨을 확인하였다.

다양한 장벽의 양극산화 Ta2O5 절연층을 사용한 박막 다이오드의 전류-전압 특성에 관한 연구

곽성관,김동식 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌 IE (Industry electronics) Vol.41 No.03

Ta2O5 박막은 AM-LCD (active-matrix liquid-crystal display) 와 미래의 DRAM (dynamic access memory) 의 스위칭 소자에 적용을 위한 중요한 물질이다. 본 논문에서는 고품질 Ta2O5 박막을 양극산화법 (anodizing method) 을 사용하여 제작하였고, 얻어진 Ta2O5 박막을 RBS (rutherford backscattering spectroscopy) 와 XRD (X-ray diffraction) 로 분석하였다. 다양한 상위 전극을 사용한 TFD (thin film diode) 소자의 전기적, 기계적 특성을 장벽높이와 AES (auger electron spectroscopy) depth profile을 이용하여 조사하였다. 상위 전극 물질에 따라 TFD의 I-C 특성이 약간의 차이를 보였다. I-V 차이의 주된 원인은 상위 전극과 하위 전극 간에 장벽 높이의 차이 때문이었고, 또한 상위 전극과 절연층 사이의 계면에서 화학적 결합이 주요 원인이었다. I-V 특성 곡선의 온도 의존성으로부터 얻어진 장벽 높이는 Al, Ti, Ta 일 때 각각 0.7795, 1.0287, 0.9258 eV 이었다. Tantalum oxide (Ta2O5) thin film is an important material for switching device for active-matrix liquid-crystal display (AM-LCD) and future dynamic random access memory (DRAM) applications. In this work, high quality of Ta2O5 thin film was fabricated by using an anodizing method and obtained Ta2O5 film was analyzed by rutherford backscattering spectroscopy (RBS) and x-ray diffraction (XRD). We examined the electrical and mechanical characteristics of TFD devices with various top electrode materials by measuring barrier height and AES (auger electron spectroscopy) depth profile. It was found the shift of current-voltage characteristics of TFD depends on the top electrode material. The main reason of the shift in I-V curve was the differences in barrier height of top and bottom electrodes and chemical composition at the interface region between top electrode and insulator layer also was important reason. The barrier heights() evaluated from temperature dependence of the I-V relation are 0.7795 (Al), 1.0287 (Ti) and 0.9258 eV (Ta).

Selectivities of MOCVD -Cu Films on Different Substrate

곽성관,김영석,김용태,민석기,정관수,정동근 대한전자공학회 1997 대한전자공학회 학술대회 Vol.1997 No.1

다층박막 전자파 차폐필름의 광학적 특성 연구

곽성관(Sung Kwan Kwak),최광남(Kwang Nam Choi),이진민(Jin Min Lee),강창수(Chang Soo Kang),김동진(Dong Jin Kim),정관수(Kwan Soo Chung) 대한전자공학회 2006 대한전자공학회 학술대회 Vol.2006 No.11

Multilayer transparent electromagnetic wave shielding film with 1 m wide, was fabricated by using roll to roll DC plasma coating with ITO and Ag layer on PET substrate. By optimizing properly the design parameters, such as a processing condition, the surface resistance and the thickness of each layers, the homogeneous film could be obtained. Electromagnetic wave shielding film showed the high shielding effectiveness of 23㏈(99.5%) in 2-18 ㎓ range and the transmittance of 83.1% in 400-700㎚.