Gate protection $SiN_x$ as an alternative to a conventional re-oxidation process in Dynamic Random Access Memory devices is investigated. This process can not only protect the gate electrode tungsten against oxidation, but also save the thermal budget due to the re-oxidation. The protection $SiN_x$ process is applied to the poly-Si gate, and its device performance is measured and compared with the re-oxidation processed poly-Si gate. The results on the gate dielectric integrity show that etch damage-curing capability of protection $SiN_x$ is comparable to the re-oxidation process. In addition, the hot carrier immunity of the $SiN_x$ deposited gate is superior to that of re-oxidation processed gate.
$SiN_x$ films deposited on bare Si and wet-etched Si by RPCVD were fabricated to investigated the effect of wet-etched surface of Si on the characteristics of the interface between $SiN_x$ and Si. FT-IR spectra on each film showed similar characteristics. However, it was confirmed that the electric characteristics(I-V, C-V) of the interface between $SiN_x$ and Si have been degraded by the wet etching process of Si, which is applied for the formation of Si field emitter array. Therefore, we suggest that the stacked structure of insulating layer with good interface characteristics is desirable for FED application.
A mask for x-ray lithography is fabricated with SiN membrane and WTi absorber. SiN membrane is deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition, and the stress of SiN membrane is controlled to be less than 100 MPa by rapid thermal annealing. WTi absorber is reactively deposited by DC-magnetron type sputter, and the working gases are argon and nitrogen. Added nitrogen is contributed to the stress of WTi absorber. The stress of WTi absorber is controlled to be less than $\pm$ 100 MPa by controlling the deposition pressure. 10$\mu$m WTi pattern is delineated on SiN membrane by dry etching technique.
The PECVD $SiN_x:H$ films were made from the $SiH_4-N_2$ gas mixtures under such deposition conditions as 0.01 to 1.0 of $SiH_4/N_2$ volume ratio, 0.1 to $0.8W/cm^2$ of RF power, and 100 to $400^{\circ}C$ of substrate temperature. The deposition rate, refractive index, hydrogen concentration, N/Si composition, optical gap and electric conductivity were measured, and the thermal stability and the optimum deposition conditions were investigated for the application of these films to the solar cell materials.
The physical and electrical properties of TiN/TiSiS12T contact barrier were studied. The TiN/TiSiS12T system was formed by rapid thermal anneal in NS12T ambient after the Ti film was deposited on silicon substrate. The Ti film reacts with NS12T gas to make a TiN layer at the surface and reacts with silicon to make a TiSiS12T layer at the interface respectively. It was found that the formation of TiN/TiSiS12T system depends on RTA temperature. In this experiment, competitive reaction for TiN/TiSiS12T system occured above $600^{\circ}C$. Ti-rich TiNS1xT layer and Ti-rich TiSiS1xT layer were formed at $600^{\circ}C$. stable structure TiN layer and TiSiS1xT layer which has CS149T phase and CS154T phase were formed at $700^{\circ}C$. Both stable TiN layer and CS154T phase TiSiS12T layer were formed at 80$0^{\circ}C$. The thickness of TiN/TiSiS12T system was increased as the thickness of deposited Ti film increased.
Kim, Ji Hoon;Hwang, Sung-Min;Baik, Kwang Hyeon;Park, Jung Ho
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권5호
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pp.557-565
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2014
We report the effect of basal-plane stacking faults (BSFs) on X-ray diffraction (XRD) of non-polar (11$\underline{2}$0) a-plane GaN films with different $SiN_x$ interlayers. Complete $SiN_x$ coverage and increased three-dimensional (3D) to two-dimensional (2D) transition stages substantially reduce BSF density. It was revealed that the Si-doping profile in the Si-doped GaN layer was unaffected by the introduction of a $SiN_x$ interlayer. The smallest in-plane anisotropy of the (11$\underline{2}$0) XRD ${\omega}$-scan widths was found in the sample with multiple $SiN_x$ layers, and this finding can be attributed to the relatively isotropic GaN mosaic resulting from the increase in the 3D-2D growth step. Williamson-Hall (WH) analysis of the (h0$\underline{h}$0) series of diffractions was employed to determine the c-axis lateral coherence length (LCL) and to estimate the mosaic tilt. The c-axis LCLs obtained from WH analyses of the present study's representative a-plane GaN samples were well correlated with the BSF-related results from both the off-axis XRD ${\omega}$-scan and transmission electron microscopy (TEM). Based on WH and TEM analyses, the trends in BSF densities were very similar, even though the BSF densities extracted from LCLs indicated that the values were reduced by a factor of about twenty.
최근 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 신뢰성(reliability) 평가에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 신뢰성 평가하는 한 방법으로 게이트에 바이어스를 지속적으로 인가하여 소자의 문턱 전압의 변화를 통해 안정성(stability)를 확인한다. 전압을 지속적으로 인가하게 되면 소자를 열화시켜 전기적 특성이 약화된다. 본 연구에선 ITZO 박막 트랜지스터의 신뢰성 평가를 위해 게이트 절연막($SiO_2$, $SiN_x$)에 따른 ITZO 소자를 제작 및 게이트 바이어스 스트레스 후 전기적 특성을 비교, 분석하였다. 제작된 소자의 게이트에 전압을 +15V로 7200초 동안 인가하였다. 스트레스 후 게이트 절연막이 $SiO_2$, $SiN_x$인 ITZO 산화물 박막 트랜지스터 모두 positive 방향으로 이동하였고, 그 결과 문턱 전압, 이동도, 아문턱 기울기의 변화가 발생하였다. $SiO_2$의 경우 아문턱 기울기의 변화가 거의 없이 문턱 전압의 변화만을 보였고, 이는 단순히 ITZO층과 게이트 절연막 계면에 전자가 포획되거나 혹은 게이트 절연막 내에 전자가 주입이 되었기 때문이다. 반면에 $SiN_x$의 경우 ITZO층과 게이트 절연막 계면에 추가적인 결함(defect)이 생성되었기 때문에 $SiO_2$보다 더 많은 전자를 포획하여 아문턱 기울기와 문턱 전압의 변화가 컸다.
The effects of Ge composition variation in $a-Si_{1-x}Ge_x:H$ alloy p-i-n solar cells on the physical properties and current density-voltage characteristics are analyzed by a new simulation modelling based on the update published experimental datas. The simulation modelling includes newly formulated density of gap density spectrum corresponding to Ge composition variation and utilizes the newly derived generation rate formulars which include the reflection coefficients and can apply to multijunction structures as well as single junction structure. The effects in $a-Si_{1-x}Ge_x:H$ single junction are analyzed through the efficiency, fill factor, open circuit voltage, short circuit current density, free carriers, trap carriers, electric field, generation rate and recombination rate. Based on the results analyzed in single junction structure, the applications to multiple junction structures are discussed and the optimal conditions reaching to a high performance are investigated.
The reaction stability of nickel with side-wall materials of SiO$_2$ and Si$_3$N$_4$ on p-type 4"(100) Si substrate were investigated. Ni on 1300 $\AA$ thick SiO$_2$ and 500 $\AA$ - thick Si$_3$N$_4$ were deposited. Then the samples were annealed at 400, 500, 750 and 100$0^{\circ}C$ for 30min, and the residual Ni layer was removed by a wet process. The interface reaction stability was probed by AES depth Profiling. No reaction was observed at the Ni/SiO$_2$ and Ni/Si$_3$N$_4$, interfaces at 400 and 50$0^{\circ}C$. At 75$0^{\circ}C$, no reaction occurred at Ni/SiO$_2$ interface, while $NiO_x$ and Si$_3$N$_4$ interdiffused at Ni/Si$_3$N$_4$ interface. At 100$0^{\circ}C$, Ni layers on SiO$_2$ and Si$_3$N$_4$ oxidized into $NiO_x$ and then $NiO_x$ interacted with side-wall materials. Once $NiO_x$ was formed, it was not removed in wet etching process and easily diffused into sidewall materials, which could lead to bridge effect of gate-source/drain.
현재 자동차 분야에서 차량 경량화를 통해 연비 향상 및 에너지 효율 향상을 기대하고 있으며, 차량 경량화의 한 수단으로 자동차용 유리를 고강도 투명 플라스틱 소재인 PC(Polycarbonate)로 대체하고자 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나, PC의 낮은 내마모 특성과 자외선에 의한 열화 및 변색 현상은 해결하여야 할 중요한 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는, PC의 내마모 특성을 향상시키기 위하여 transmittance가 확보되고, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막 증착에 대한 연구를 하였고, 자외선 차단을 위하여 SiN:H 박막을 증착 하였다. 박막 증착을 위하여 ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 이용하였으며, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막을 제조하였다. 그리고 300 nm 파장 이하의 자외선 차단을 위하여 SiN:H 박막을 증착하였다. 분석 장비로는 박막의 chemical state와 crystallinity를 확인하기 위하여 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), XRD(X-ray diffraction)를 이용하여 분석을 수행하였으며, Knoop ${\mu}$-hardness tester와 Pin-on-disk를 이용하여 경도 및 내마모 특성을 평가하였다. SiN:H 박막 위에 Al-Si-N 박막을 증착하였고 총 두께는 ~5000 $\AA$을 증착하였으며, 가시광 영역에서 평균 70% 이상의 transmittance를 나타내었다. 박막의 Si/(Al+Si) 비율에 따라 다른 경도 특성을 나타냈는데, Si/(Al+Si) 비율이 26~32% 부근에서 최대 31 GPa의 경도 값을 확인하였고 SiN:H 박막은 300nm 이하의 파장에서 2% 이하의 transmittance를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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