• Title/Summary/Keyword: 고에너지 이온주입

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A Study on Reducing High Energy Ion Implant Induced Defect (고에너지 이온주입 공정에 의한 유기 결함과 그 감소 대책)

  • Kim, Young-Ho;Kim, In-Soo;Kim, Chang-Duk;Kim, Jong-Kwan;Sung, Yung-Kwon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1997.07d
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    • pp.1292-1297
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    • 1997
  • 본 연구에서는 latch-up 개선책의 일환으로 개발중인 매립층을 갖는 retrograde well의 형성기술과 더불어 공정 단순화를 목적으로 개발된 BILLI (Buried Implanted Layer for Lateral Isolation) well 구조[1]에 대한 공정 유기 결함을 분석하고 그에 의한 소자 열화 특성을 분석 하였으며 그 개선책을 제시 하고자 하였다. 매립층 형성에 의한 유기결함은 접합 누설전류와 Gate oxide 신뢰성을 열화 시켰으나 이온주입 후 $1000^{\circ}C$ 이상의 온도에서 10sec 정도의 RTP anneal에 의해 그 소자 특성이 개선되며 표면 결함이 감소함을 알 수 있었다.

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A Study on Secondary Defects in Silicon after 2-step Annealing of the High Energy $^{75}AS^+$ Ion Implanted Silicon (고에너지비소 이온 주입후 2단계 열처리시 2차결함에 대한 연구)

  • 윤상현;곽계달
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.11 no.10
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    • pp.796-803
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    • 1998
  • Intrinsic and proximity gettering are popular processes to get higher cumulative production yield and usually adopt multi-step annealing and high energy ion implantation, respectively. In order to test the combined processed of these, high energy \ulcornerAs\ulcorner ion implantation and 2-step annealing process were adopted. After the ion implantation followed by 2-step annealing, the wafers were cleaved and etched with Wright etchant. The morphology of cross section on samples was inspected by FESEM. The concentration profile of As was measured by SRP. The location and type of secondary defects inspected by HRTEM were dependent on the 1st annealing temperatures. That is, a line of dislocation located at $1.5mutextrm{m}$ apart from the surface at $600^{\circ}C$ lst annealing was changed to some dislocation lines or loops nearby the surface at 100$0^{\circ}C$. The density of dislocation line was reduced but the size of the defects was enlarged as the temperature increased.

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The Effects of high Energy(1.5MeV) B+ ion Implantation and Initial Oxygen Concentration Upon Deep Level in CZ Silicon Wafer (고 에너지 (1.5 MeV) Boron 이온 주입과 초기 산소농도 조건이 깊은 준위에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Song, Yeong-Min;Mun, Yeong-Hui;Kim, Jong-O
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.11 no.1
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    • pp.55-60
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    • 2001
  • The effect of high energy B ion implantation and initial oxygen concentration upon defect formation and gettering of metallic impurities in Czochralski silicon wafer has been studied by applying DLTS( Deep Level Transient Spectroscopy), SIMS(Secondary ton Mass Spectroscopy), BMD (Bulk Micro-Defect) analysis and TEM(Transmission Electron Microscopy). DLTS results show the signal of the deep levels not only in as-implanted samples but also in low and high temperature annealed samples. Vacancy-related deep levels in as- implanted samples were changed to metallic impurities-related deep levels with increase of annealing temperature. In the case of high temperature anneal, by showing the lower deep level concentration with increase of initial oxygen concentration, high initial oxygen concentration seems to be more effective compared with the lower initial oxygen one.

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An Analysis on the Simulation Modeling for Latch-Up Minimization by High Energy Implantation of Advanced CMOS Devices (차세대 CMOS구조에서 고에너지 이온주입에 의한 래치업 최소화를 위한 모델 해석)

  • Roh, Byeong-Gyu;Cho, So-Haeng;Oh, Hwan-Sool
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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    • v.36D no.2
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    • pp.48-54
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    • 1999
  • We designed the optimal device parameters of the retrograde well and the gettering layer(buried layer) using the high energy ion implantation for the next generation of CMOS struoture and proposed two models and simulated these models with Athena and Atlas, Silvaco Co. We obtained trigger currents which is more than 600 ${\mu}A/{\mu}m$ when the structure has been combined the gettering layer and the retrograde well. And the second model(twin retrograde well) was obtained that holdingcurrents were over 2500${\mu}A/{\mu}m$. As results, the more heavier dose, the more improved the latch-up immunity. The n'-p' spacing was fixed a 2${\mu}m$ in both models.

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A study on latch-up immune structure by high energy ion implantation (고에너지 이온 주입을 이용한 latch-up 면역에 관한 구조 연구)

  • 노병규;안태준;강희원;조소행;오환술
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 1998.06a
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    • pp.441-444
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    • 1998
  • This paper is concerned with researching latch-up immune CMOS structure was performed. By the simulation results, the connecting layer had more effect than the buried layer to latch-up immune. When the connecting layer was the dose 1*10$^{14}$ /cm$^{2}$ and the energy 500KeV, the trigger current was more 0.6mA/.mu.m and the trigger voltage was 6V. The more the connecting layer dose was lower, the more the latch-up immune characteristics was butter.

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A Study on Oxygen Precipitation in Heavily Boron Doped Silicon Wafer (고농도 붕소의 도핑된 실리콘 웨이퍼에서의 산소석출에 관한 연구)

  • 윤상현;곽계달
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.11 no.9
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    • pp.705-710
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    • 1998
  • Intrinsic gettering is usually to improve wafer quality, which is an important factor for reliable ULSI devices. In order to generate oxygen precipitation in lightly and heavily boron doped silicon wafers with or without high $^75 As^+$ ion implantation, the 2-step annealing method was adopted. After annealing, the were cleaved and etched with th Wright etchant. The morphology of cross section on samples was inspected by FESEM(field emission scanning electron microscopy). The morphology of unimplanted samples was rater rough than that of the implanted. Oxygen precipitation density observed by an optical microscope in lightly boron doped samples was about 3$\times10^6/cm^3$. However, in heavily boron doped samples, the density of oxygen precipitation was largest at $600^{\circ}C$ in 1st annealing, and decreased abruptly until $800^{\circ}C$, But it increased slightly at $1000^{\circ}C$ and was independent with the implantation.

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Lateral Diffusion of Boron Ions Implanted in The Amorphous Si Film On Silicon Oxide Film During Excimer Laser Irradiation (비정질 실리콘 박막에서 엑시머 레이저에 의한 붕소이온의 수평확산)

  • Park, Soo-Jeong;Lee, Min-Cheol;Kang, Su-Hyuk;Han, Min-Koo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.07c
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    • pp.1612-1614
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    • 2002
  • 본 논문에서는 엑시머 레이저 조사에 의한 이온 농도의 분포 변화를 알아보기 위해 붕소 이온이 선택적으로 주입된 비정질 실리콘 박막 위에 XeCl (${\lambda}$=308nm) 엑시머 레이저를 조사하여 붕소이온의 수평 확산 현상을 관찰하였다. 도핑 농도의 분포를 알아보기 위해 불산/질산 용액에 의한 고농도 도핑 영역의 습식 식각을 이용하여 약 $10^{18}/cm^3$ 이하의 붕소이온을 가지는 실리콘 박막의 형태를 전자주사 현미경을 이용해서 관찰하였다. 실험 결과, $200mJ/cm^2$의 레이저 에너지가 조사될 경우, 약 100nm의 수평 확산이 일어났음을 확인 할 수 있었다.

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고에너지 이온빔에 의한 고분자의 micro-hardness 특성변화

  • Choi, Han-Woo;Woo, Hyung-Joo;Hong, Wan;Kim, Gi-Dong;Kim, Jun-Gon;Kim, Young-Seok;Lee, Sam-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.112-112
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    • 1999
  • 고분자 표면에 MeV급 이온을 주입하게 되면 화학적, 광학적, 물리적, 전기적 특성 등 기존의 재래식 공정으로는 불가능한 다양한 특성변화가 일어나게 된다. 본 실험에서는 이온 조사에 따른 micro-hardness의 변화에 중점을 두어 관찰하였다. 수 MeV로 가속시킨 Cl과 C 이온을 Kapton, Teflon, PMMA에 조사량을 바꾸어가며 조사하였다. 이때 조사 전후 고분자 시료의 표면 경도는 depth-sensing nanoindentation technique (Nano Indenter II, USA)을 이용하여 측정하였다. 측정깊이는 극표면 효과와 기측효과의 영향을 무시할 수 없는 100nm로 결정하였다. 또한 이와 같은 경도변화를 규명하기 위하여 각각의 시료에 대해 FTIR, Raman, UV-VIS, RBS, XPS 스펙트럼을 측정하였으며, 조사중에 발생되는 가스상 분자들을 RGA를 이용하여 측정하였다. 1 MeV Cl 이온을 Kato에 4x1015ions/cm2 조사하면 경도가 0.35 GPa에서 7.1GPa로 약 20배 정도 증가하게 되며, 이 경도는 stainless steel 경도 2~3 GPa, martensite steel 8~12와 비교하여 보면 상당히 높은 수준임을 알 수 있다. Teflon과 PMMA 시료의 경우 1MeV Cl 이온 4X1015ions/cm2를 조사시키면 각각 경도가 0.31GPa에서 4.1a, 0.30 GPa에서 3.9GPa로 변화하였으며 Kapton에 비하여 상대적으로 경도의 변화가 적음을 알 수 있었다. 이온 주입된 Kapton의 경우 FT-IR측정에 의하여 이온 조사량이 증가함에 따라 C=O 진동, 이미드그룹의 CONH, tertiary amine의 C-N 흡수 피크가 감소되며, 1X1014ions/cm2 이상의 양이 조사되어야 개질변화가 일어남을 알 수 있었다. XPS 측정 결과 Kapton에 조사되는 이온양이 증가할수록 C=O, C-O 및 C-N의 탄소는 감소하고 페닐고리 탄소가 증가함을 알 수 있었다. 또한 이온 조사 중 측정한 RGA에서도 CO 가스가 대량 방출되는 현상을 관찰하였으며 FTIR 및 XPS에서의 C=O 결합의 감소와도 일치하였다. RBS에 의한 CNO 원소의 변화에서도 다른 원소보다 O의 감소가 현저하게 나타남을 확인하였다. UV-VIS 측정을 통해 조사 이온량에 따라 에너지 준위가 변동하여 흡수스펙트럼이 장파장으로 확대됨을 알 수 있었으며, 이는 공액 2중 결합의 형성에 의한 $\pi$-전자 및 기타 결함에 기인한다. PMMA 및 Teflon의 경우 FTIR 측정에 의하여 이온 조사됨에 따라 function group 들의 peak가 세기가 감소되면서 완만해지는 경향을 보이며 원래의 구조를 상실하게 된다. PMMA와 Teflon은 이온 조사가 되면 가교형서보다는 사슬절단이 주로 일어나므로 가교형성이 잘 일어나는 Kapton보다는 상대적으로 경도의 증가가 적음을 알 수 있었다.

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