권호 표지

Journal of the Korean Vacuum Society (한국진공학회지)

The Korean Vacuum Society

  • Bimonthly
  • /
  • 1225-8822(pISSN)

Domain

  • Physics ＞ Optics

Aim & Scope

ASCT has six major fields: vacuum technology, surface and interface science, plasma and display, semiconductors and thin films, nano and biointerface, and energy technology. ASCT accepts research paper, review paper, rapid communications, brief reports and technical notes. It publishes articles immediately after the review process if manuscript is determined as acceptance. The official title of the journal is Applied Science and Convergence Technology and its abbreviation is ASCT.

KSCI SCOPUS

Volume 4 Issue S1

  1. 김동환;이일정;이시우 1
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    Polycrystalline Si films have been used in many applications such as thin film transistors(TFT), image sensors and LSI applications. In this research deposition of Si films at low temperatures with remote plasma enhanced CVD from Si2H6-SiF4-H2 on SiO2 was studied and their crystallinity was investigated. It was condluded that growth of crystalline Si films was favorable with (1) low Si2H6 flow rates, (2) moderate plasma power, (3) moderate SiF4 flow rates, (4) moderate substrate temperature, and (5) suitable method of surface cleaning.
  2. Kim, Byung-Hee;Nam, Seung-Hee;Moon, Jong;Shim, Tae-Eon;Lee, Jong-Gil 7
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  3. Chun, H.G.;Hsieh, T.Y.;Kwong, D.L. 13
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    As으로 in-situ 도핑된 폴리실리콘 막을 원하는 부위에만 선택적으로 증착시킬 수 있는 RTP-CVD 증착기술이 성공적으로 수행되었다. 막의 증착속도는 도핑량이 증차함에 따라 점차 감소하였으나 As의 양이 5ppm보다 커지자 급격히 감소하였다. 또한 증착속도는 As의 유량이 일정할 때, SiH2CI2 유량에 따라 직선적으로 변화하였다. As 도펀트의 농도는 막내부에 비해 폴리실리콘/실리콘기판의 계면과 표면에서 상대적으로 높게 나타났으며, 특히 증착온도가 낮을 때 As 도펀트의 농도는 더 높아짐을 알 수 있었다. 실리콘 표면에서 약 40-50nm 위치에서 도펀트의 농도천이가 급격히 일어났으며, 그 결과 RTP-CVD공정을 이용할 때 극히 얕고 일정한 깊이분포를 갖는 n+-p junctions were achieved and laterally uniform delineated junctions were also observed using RTP-CVD.
  4. 홍정의;김창렬;김준기;변정수;나관구;김우식 21
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    AI planarization 공정을 위한 barrier로서 CVD 및 PVD 방법에 의해 증착된 TiN 박막의 특성에 대하여 연구하였다. CVD TiN은 TDMAT source를 사용한 MOCVD방법으로 증착하였으며, PVD TiN은 1:1 aspect ratio(A/R)를 갖는 collimator를 사용한 reactive wputtering법으로 증착하였다. AES, SEM을 이용하여 CVD TiN과 PVD TiN의 조성을 분석하고 barrier 특성을 평가하였다. CVD TiN, PVD TiN 모두 400$\AA$의 두께와 RTA 처리에 의해서 AI planarization에 대한 양호한 barrier 특성을 확보할 수 있었다.
  5. 김재호;이재갑;박상준;신현국;황찬용 28
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    TiN 박막은 저온(<$500^{\circ}C$), 저압(1Torr)에서 Tetrakis(diethylamido)titanium[TDEAT, Ti(NEt2)4]single precursor를 사용하여 증착하였다. 증차고딘 박막은 SEM(Scanning Electron Microscopy)으로 surface morphology와 step coverage를 측정하였고, TEM(Transmission Electron Microscopy)분석결과 microcrystalline의 TiN을 확인하였다. XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)분석결과에 따르면 $200-500^{\circ}C$구간에서는 $\beta$-hydogen elimination에 의한 반응이 일어나고 $600-700^{\circ}C$구간에서는 thermal decomposition에 의한 반응이 일어나고 있음을 알 수 있다. Carbon과 oxygen의 농도는 AES(Auger Electron Spectroscopy)를 사용하여 측정하였으며 온도가 감소할수록 carbon의 농도가 감소하는 경향을 보여주고 있다.
  6. Chung, Chan-Hwa;Rhee, Shi-Woo;Moon, Sang-Heup 34
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    Various silicon films were prepared by thermal- and UV photo-CVD processes. The reactants were SiH4, Si2H6, SiH2F2, SIF4, and H2. Silicon films grown at temperatures below $500 ^{\circ}C$ were either amorphous or crystalline depending on the process conditions, and the growth rates ranged between 5 and $80\AA$min. Crystallinity of the film was improved even at $250^{\circ}C$ when the film was grown by photo-CVD using fluoro-silanes as the reactants. Analysis of the film by RBS, SIMS, XRD, and ex-situ IR indicated that substrate surface was contaminated by oxygen and other impurities when the reactants contained neither hydrogen nor fluoro-silnanes, but when fluoro-silanes were used as reactants the silicon film was highly crystalline.
  7. Loan, James F. 40
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    As silicon divice geometrics become smaller and aspect ratios larger, processing technoloty is moving from PVD into the area of CVD and OMCVD. Many new source materials are in the research and development stage, and have placed challenging demands on materials delivery technology. This paper will describe the many successes achieved with various delivery methods including thermal, bubblers, pressure-based and Direct Liquid Injection.
  8. 이기호;김병엽;이시우 81
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    Aluminum has been deposited selectively on TiN surfaces in the presence of Si, SiO2 from Dimethyethylamine Alane(DMEAA). The film properties of the deopsited AI film were determined by various methods(SEM, Auger, UV-photospectrometer, Four point-probe, XRD). The effect of in-situ H2 plasma precleaning was studied. The effect of gap distance, pressure and temperature on the properties(crystallinity, resistance, grain size, morphology) of AI film and on the growth rates was investigated. It was found that the plasma precleaning promotes the growth rate and there exists optimum thmperature for maximum growth rate.
  9. 김병윤;김영성;주승기 87
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    초고집적회로의 배선 금속으로 사용되는 알루미늄 합금은 치밀한 표면 산화막 때문에 화학증착법에 의하여 비어를 선택적으로 충전하기 힘들다. 본 연구에서는 기저층을 이용하여 비어에 선택적으로 화학증착함으로써 평탄화를 이루는 새로운 방법을 제안하였다. 알루미늄, 구리 등의 배선 금속, 팔라듐, 코발트 등의 금속, 기타 타이타늄 질화물 등의 기판에 대하여 화학증착 알루미늄의 특성과 실리콘 산화물간의 선택성을 평가하였으며 팔라듐, 코발트, 타이타늄 질화물 등을 기저층으로 사용한 경우에 낮은 비저항과 안정적인 선택적 비어 충전을 이룰 수 있었다.
  10. Lee, Ki-Ho;Kim, Byoung-Youp; Rhee, Shi-Woo 92
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  11. J.H.Je;Noh, D.Y.;Kim, H.K.;K.S.Liang 97
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    We report the results of a real-time synchrotron x-ray scattering study of the growth of TiN thin films on Si(001) substrates by RF sputtering. Our experiemnts show that the morphology of the TiN films strongly depends on growth conditions. After the nucleation and growth takes place with random crystallographic orientation at the very early stage, the films grow with a preferred orientation. Such preferred orientation was found to depend on both the sputtering power and the carrier gases used in the sputtering. Generally, the final morphology assumes either(111) or (002) crystallographic orientation. Using Ar sputtering, a cross-over effect from(002) to (111) was observed at intermediate time. The nature of the observed morphological changes is discussed.
  12. Hoshino, M.;Furumura, Y. 102
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    We review the copper CVD line, via fill properties, and CMP line resistance. With CVD, trenches and vias with high aspect ratio(above 3) can be filled completely. Sputtering-reflow technique, a new method to filling copper into lines, is also reviewed to compare the CVD process.
  13. Park, S.J.;Bae, N.J.;Kim, S.H.;Shin, H.K.;Choi, J.S.;Yee, J.G.;Choi, S.Y. 108
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    Copper and aluminum selective deposition using (hfac)Cu(VTMS) and DMEAA precursors were performed in a warm-wall low pressure chemical vapour deposition reactor. The films of Cu and AI deposited on Corning 7059 glass and quartz with pattern of Cr seed metal. Selective deposition can be achieved at a pressure range of from 10-1 to 10 torr and substrate temperature range of 150-25$0^{\circ}C$. Selective deposition of Cu and AI by CVD is one of candidate for gate material formation fo larger area and high resolution plat panel displays.
  14. 황의성;이영록;이지화 113
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    MOCVD of Cu films were carried out on gold-TiN(1000$\AA$)/Ti/Si wafers from hexafluoroacetylacetonate-Cu(l) vinyltrimethylsilane, Cu(l)(hafac)(vtms), in a small cold-wall type reactor. Effects of the substrate and bubbler temperatures on the film growth rate were studied, and a film with $\rho$=1.8$\pm$0.1$\mu$$\Omega$.cm could be deposited 150nm/min at Ts=200 and Tb=$30^{\circ}C$, respectively. The initial stage of the film formation was also investigated by in-situ laser reflectivity monitoring combined with SEM observations, based on which variations in the film properties depending on the growth conditions were discussed in terms of the nucleation rate and grain size.
  15. 이원준;민재식;라사균;김동원;박종욱 118
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    Copper(l) hexafluoroacetonate trimethylvinylsilane [Cu(hafac)(TMVS)]를 precursor로 사용하여 증착온도 $160~330^{\circ}C$ 범위에서 TiN 모재 위에 낮은 전기비저항값(~2 $\mu$$\Omega$.cm)을 갖는 CVD Cu 박막을 제조하였고, 증착온도에 따른 Cu 박막의 특성을 조사하여 증착온도가 Cu 박막의 미세구조와 전기비저항에 미치는 영향을 고찰하였다. Cu 증착의 활성화에너지는 표면반응제한지역(surface-reaction-limited region)에서 10.8 kcal/mol 이었다. 표면반응에 의해 증착속도가 결정되는 증착온도 $200^{\circ}C$ 이하에서 증착된 Cu 박막은 낮은 비저항값을 갖는 치밀한 박막이었고 step coverage 또한 우수하였다. 이에 반해 물질전달이 증착속도를 결정하는 증착온도 $200^{\circ}C$이상에서 증착된 Cu 박막은 연결상태가 불량한 구형의 결정립들로 이루어져 있어서 높은 비저항값과 거친 표면형상을 나타내었다. 이와 함께 증착온도에 따른 Cu 박막의 결정립 크기, 배향성 등도 조사하였다.
  16. Denison, D.R.;Harshbarger, W.R. 130
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    Deopsition of thermal quality SiO2 using a high density plasma ECR CVD process has been demonstrated to give void and seam free gap fill of high aspect ratio metallization structures with a simple oxygen-silane chemistry. This is achieved by continuous sputter etching of the film during the deposition process. A two-step process is utilized to deposit a composite layer for higher manufacturing efficiency. The first step, which has a deposition rate of approximately 0.5 $\mu$m/min., is used to provide complete gap fill between the metal lines. The second step, which has a deposition rate of up to 1.5 $\mu$m/min., is used to deposit a total thickness of 2.0$\mu$m for the intermetal dielectric film. The topography of this composite film is very compatible with subsequent chemicl mechanical polishing(CMP) planarization processing.
  17. Lesaicherre, P-Y. 138
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    It is commonly believed that high permittivity materials will be necessary for future high density Gbit DRAMs. In a first part, we explain the choice of SrTiO3 by ECR MOCVD for Gbit-scale DRAMs. In a second part, after describing the ECR MOCVD system and presenting the requirements SrTiO3 thin films should meet for use in Gbit-scale DRAMs, the physical and electrical properties of srTiO3 thi film prepared by ECR MOCVD are then studied. A stacked capacitor technology, suitable for use in 1 Gbit DRAM, and comprising high permittivity SrTiO3 thin films prepared by ECR MOCVD at $450^{\circ}C$ on electron beam and RIE patterned RuO2/TiN storage nodes is finally described.
  18. 김재환;신중식;김성태;노광수;위당문;이원종 145
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    PZT thin films were fabricated on Pt/Ti/SiO2/Si substrates at $500^{\circ}C$ by ECR-PECVD for the application to the charge storage capacitor of ULSI DRAMs. Perovskite single phase PZT films were obtained by controling the film compositional ratio Pb/(Zr+Ti) close to 1. The anion concentrations in the PZT films were successfully controlled by adjusting the flow rates of each MO sources. Capacitance of a typical 94 nm thick PZT film prepared at $500^{\circ}C$ in this work was about 5.3 uF/$\textrm{cm}^2$, which corresponds to the equivalent SiO2 thickness of 0.65nm.
  19. 정석철;김완식;박래학;박진원;나관구;김우식 151
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    0.5$\mu$m 이하 급의 device에서 TEOS/O3 BPSG 박막을 층간절연막(Interlayer Dielectric)으로 사용하여, 평탄화를 위해 etchback 공정을 적용할 때 BPSG 박막이 가지는 구조적, 화학적 불안정성으로 인해 B,P 농도의 변화나 crack 발생 현상이 일어날 수 있다. 본 실험에서는 이러한 현상을 억제하기 위해 농도를 달리한 이층막의 증착, PR strip 시에 사용하는 wet chemical의 변경 및 증착후 치밀화(densificaiton)공정추가 등의 방법을 사용하였으며, 이에 따른 박막 특성의 변화를 조사하였다.
  20. 박영배;이시우 157
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    산화규소 증착 시 도입된 염소 기체는 저온부에서 수소기 감소에 효과적이었고, 증악 속도의 증가가 관찰되었다. 고온부에서는 증착속도가 감소하였고 막의 거칠기와 다공성이 증가 하였으며, 막내의 염소 잔존량이 감소함과 동시에 막은 불균일한 양론비를 나타내었다. 계면의 미결합은 모든 온도 범위에서 감소하였지만 염소 첨가량의 증가는 오히려 미결합을 증가 시키는 경향을 나타내었다. 계면의 미결합은 모든 온도 범위에서 감소하였지만 염소 첨가량의 증가는 오히려 미결합을 증가 시키는 경향을 나타내었다.
  21. Kwon, O-Dae 162
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  22. Park, Chin-Ho;Tiothy J.Anderson 168
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    $GaxIn{1_x}As$ epitaxial layers were grown by a simplified hydrode vapor phase epitaxy(VPE) method bsed on the utilization of Ga/In alloy as the source metal. The effects of a wide range of experimental variables(i.e.,inlet mole fraction of HCI, deposition temperature, Ga/In alloy composition) on the ternary composition and growth rate were investigated. Layers of $Ga_{0.47}In_{0.53}As$ lattice matched to InP were successfully grown from alloys containing 5 to 8 at.% Ga. These layers were used to produce state-of-the art p-i-n photodetectors having the following characteristics: dark current, $I_d$(-5V) = 10-20 nA: responsivity, R=0.84-0.86 A/W; dark current, Id(-5V)=10-20 nA; responsivity, R=0.84-0.86 A/W; capacitance, C=0.88-0.92 pF; breakdown voltage, $V_b$ >40V. This study demonstrated for the first time that a simplified hydride VPE process with a Ga/In alloy source is capable of producing device quality epitaxial layers.
  23. 안정착;손낙진;박성수;이재춘;최영수;강응철;김재기;권오대 174
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  24. 김진원;류명관;김기범;김상주 178
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    SiO2 위에 as-dep. 비정질 Si1-xGex 합금박막을 증착하기 위하여 Si2H6 와 GeH4 가스를 사용한 저압 화학 기상증착(LPCVD)에 관하여 연구하였다. 증착온도는 $400-500^{\circ}C$였으며, 공정압력은 0.5-1Torr 였다. 박막내의 Ge 함량은 온도 및 증착가스의 유량이 일정하면 공정압력이 증가함에 따라 증가하였고, 공정압력 및 증착가스의 유량이 일정하면 증착온도에 관계없이 일정하였다. 일정한 Si2H6가스의 표면반응은 박막내의 Ge 원자에 의해 촉진됨을 알 수 있었다. 조성이 일정한 Si1-xGex 박막의 증착속도는 증착온도 증가에 따라 Arrhenius 형태로 증가하여, Si, Si0.84Ge0.16,Si0.69Ge0.31박막증착의 활성화에너지는 각각 1.5, 1.13, 1 eV로서 박막내의 Ge함량이 증가함에 따라 활성화 에너지는 감소하였다.
  25. Park, Hyun;Park, Dong-Wha 185
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  26. Yun, Jong-Ho 190
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    The feature scale model for selective chemical vapor deopsition process was proposed and the simulation was performed to study the selectivity and uniformity of deposited thin film using Monte Carlo method and string algorithm. The effect of model parameters such as sticking coefficient, aspect ratio, and surface diffusion coefficient on the deposited thin film pattern was improved for lower sticking coefficient and higher aspect ratio. It was revealed that the selectivity loss ascrives to the surface diffusion. Different values of sticking coefficients on Si and on SiO2 surface greatly influenced the deopsited thin film profile. In addition, as the lateral wall angle decreased, the selectively deposited film had improved uniformity except the vicinity of trench wall. The optimum eondition for the most flat selective film deposition pattern is the case with low sticking coefficient and slightly increased surface diffusion coefficient.
  27. 주성재;황석희;황기현;윤의준;황기웅 196
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    새로운 증착방법인 UHV-ECRCVD를 이용하여 기판온도 $440^{\circ}C$의 저온에서 격자이온이 일어나지 않고 완벽한 정합상태를 유지하고 있는 무전위 SiGe 에피박막을 성장시켰다. 박막의 두께는 기계적 평형이론(mechanical equilibrium theory)인 Mattews-Blakeslee 임계두께를 초과하였으며, 따라서 본 연구에서 사용하는 낮은 기판온도에 의해 격자이완이 억제되고 있음을 알았다. 한편 성장시에 가해주는 GeH4의 유량이 증가함에 따라 박막내에 GeH4으로부터 생성된 무거운 ion의 기판입사량이 증가하여 격자손상(lattice damage)에 의한 결함이 증가하므로 높은 Ge 함량을 갖는 무전위 SiGe 에피박막을 얻을 수 없었다. 그러나 전체압력을 증가시켜서 에피층을 성장시키면 격자손상에 의한 결함은 생성되지 않았으며, 따라서 전체압력을 증가시키면 높은 Gegkafid을 갖는 무전위 SiGe 에피박막을 성장시킬 수 있을 것이라고 생각된다. 이것은 전체압력 증가로 인해 ECR 플라즈마 안의 전자온도가 감소하여 성장을 주도하는 활성종(reactive species)이 ion에서 radical 로 바뀌기 때문이라고 추정하였다. 본 연구에서는 박막의 Ge 함량이 증가함에 따라 에피층의 성장속도가 증가하는 현상을 관찰하였다. 따라서 ECR 플라즈마를 사용하는 본 연구에서도 표면에서의 수소탈착이 성장속도결정단계임을 알 수 있었다. 한편 인입률(incorporation ratio)은 1에 근접하였으며, 이것은 플라즈마에 의한 원료기체의 분해과정이 thermal CVD와는 달리 무차별적으므로 SiH4과 GeH4의 분해효율이 크게 다르지 않기 때문이라고 추정하였다.