• 제목/요약/키워드: ALD (Atomic Layer Deposition)

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원자층 증착법을 이용한 고 단차 Co 박막 증착 및 실리사이드 공정 연구

  • 송정규;박주상;이한보람;윤재홍;김형준
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.83-83
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    • 2012
  • 금속 실리사이드는 낮은 비저항, 실리콘과의 좋은 호환성 등으로 배선 contact 물질로 널리 연구되고 있다. 특히 $CoSi_2$는 선폭의 축소와 관계없이 일정하고 낮은 비저항과 열적 안정성이 우수한 특성 등으로 배선 contact 물질로 활발히 연구되고 있다. 금속 실리사이드를 실리콘 평면기판에 형성시키는 방법으로는 열처리를 통한 금속박막과 실리콘 기판 사이에 확산작용을 이용한 SALICIDE (self-algined silicide) 기술이 대표적이며 CoSi2도 이와 같은 방법으로 형성할 수 있다. Co 박막을 증착하는 방법에는 물리적 기상증착법 (PVD)과 유기금속 화학 증착법 등이 보고되어있지만 최근 급격하게 진행 중인 소자구조의 나노화 및 고 단차화에 따라 기존의 증착 기술은 낮은 단차 피복성으로 인하여 한계에 부딪힐 것으로 예상되고 있다. ALD(atomic layer deposition)는 뛰어난 단차 피복성을 가지고 원자단위 두께조절이 용이하여 나노 영역에서의 증착 방법으로 지대한 관심을 받고 있다. 앞선 연구에서 본 연구진은 CoCp2 전구체과 $NH_3$ plasma를 사용하여 Plasma enhanced ALD (PE-ALD)를 이용한 고 순도 저 저항 Co 박막 증착 공정을 개발 하고 이를 SALICIDE 공정에 적용하여 $CoSi_2$ 형성 연구를 보고한 바 있다. 하지만 이 연구에서 PE-ALD Co 박막은 플라즈마 고유의 성질로 인하여 단차 피복성의 한계를 보였다. 이번 연구에서 본 연구진은 Co(AMD)2 전구체와 $NH_3$, $H_2$, $NH_3$ plasma를 반응 기체로 사용하여 Thermal ALD(Th-ALD) Co 및 PE-ALD Co 박막을 증착 하였다. 고 단차 Co 박막의 증착을 위하여 Th-ALD 공정에 초점을 맞추어 Co 박막의 특성을 분석하였으며, Th-ALD 및 PE-ALD 공정으로 증착된 Co 박막의 단차를 비교하였다. 연구 결과 Th-ALD Co 박막은 95% 이상의 높은 단차 피복성을 가져 PE-ALD Co 박막의 단차 피복성에 비해 크게 향상되었음을 확인하였다. 추가적으로, Th-ALD Co 박막에 고 단차 박막의 증착이 가능한 Th-ALD Ru을 capping layer로 이용하여 CoSi2 형성을 확인하였고, 기존의 PVD Ti capping layer와 비교하였다. 이번 연구에서 Co 박막 및 $CoSi_2$ 의 특성 분석을 위하여 X선 반사율 분석법 (XRR), X선 광전자 분광법 (XPS), X선 회절 분석법 (XRD), 주사 전자 현미경 (SEM), 주사 투과 전자 현미경 (STEM) 등을 사용하였다.

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PEALD TaNx 박막 내 질소 함량 확산 방지 특성에 미치는 영향

  • 문대용;한동석;신새영;박종완
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.179-179
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    • 2010
  • 다양한 분야에서 확산 방지막은 소자의 신뢰성 향상에 중요한 역할을 하고 있다. 최근 반도체에 적용되기 시작한 구리 배선 형성 공정에서도 실리콘이나 실리콘 산화막으로 구리가 확산하는 것을 방지하는 기술이 중요한 부분을 차지하고 있다. 기존 physical vapor deposition (PVD)법을 이용한 $TaN_x$ 확산 방지막 형성 기술이 성공적으로 적용되고 있으나 반도체의 최소선폭이 지속적으로 감소함에 따라 한계에 다다르고 있다. 20 nm 급과 그 이하의 구리 배선을 위해서는 5 nm 이하의 매우 얇고 높은 피복 단차율을 가진 확산 방지막 형성 기술이 요구된다. 또한, 요구 두께의 감소에 따라 더 우수한 확산 방지 특성이 요구된다. Atomic layer deposition (ALD)은 박막의 정교한 두께 조절이 가능하며 높은 종횡비를 가지는 구조에서도 균일한 박막 형성이 가능하다. 이번 연구에서는 다른 질소 함량을 가진 $TaN_x$ 박막을 Tertiarybutylimido tris (ethylamethlamino) tantalum (TBITEMAT) 전구체와 $H_2+N_2$ 반응성 플라즈마를 사용하여 plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD) 법으로 형성하였다. 박막 내질소 함량에 따라 $TaN_x$의 상 (phase)과 미세구조 변화가 관찰되었고, 이러한 물성의 변화는 확산 방지 특성에 영향을 주었다. TEM (Transmission electron microscopy)과 SEM (scanning electron microscope), XPS (x-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 $TaN_x$의 물성을 분석하였고, 300 도에서 700 도까지 열처리 후 XRD (x-ray deffraction)와 I-V test를 통해 확산 방지막의 열적 안정성이 평가되었다. PEALD를 통해 24 nm 크기의 trench 기판 위에 약 4 nm의 $TaN_x$ 확산 방지막이 매우 균일하게 형성할 수 있었으며 향후 구리 배선에 효과적으로 적용될 것으로 예상된다.

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The Effect of Hafnium Dioxide Nanofilm on the Organic Thin Film Transistor

  • Choi, Woon-Seop;Song, Young-Gi
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권2호
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    • pp.1315-1318
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    • 2007
  • Hafnium dioxide nano film as gate insulator for organic thin film transistors is prepared by atomic layer deposition. Mostly crystalline of $HfO_2$ films can be obtained with oxygen plasma and with water at relatively low temperature of $150^{\circ}C$. $HfO_2$ was deposited as a uniform rate $1.2A^{\circ}/cycle$. The morphology and performances of OTFT will be discussed.

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High Performance Electroluminescent Display Device with AION-TiON Insulator

  • Lim, Jung-Wook;Yun, Sun-Jin
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.932-934
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    • 2003
  • For the insulator of inorganic thin film electroluminescent (TFEL), devices AlON combined with TiON was used and it exhibits higher luminance than AlON as well as $Al_{2}O_{3}$ insulator. Furthermore, using AlON with TiON film show better stability and higher luminance than that with $TiO_{2}$ grown by conventional atomic layer deposition (ALD) for the application of the insulator of ZnS:Mn TFEL device.

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레이저 유도 원자층 도핑(Ll-ALD)법으로 성장시킨 SiGe 소스/드레인 얕은 접합 형성 (Ultra-shallow Junction with Elevated SiCe Source/ Drain fabricated by Laser Induced Atomic Layer Doping)

  • 장원수;정은식;배지철;이용재
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.29-32
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    • 2002
  • This paper describes a novel structure of NMOSFET with elevated SiGe source/drain region and ultra-shallow source/drain extension(SDE)region. A new ultra-shallow junction formation technology. Which is based on damage-free process for rcplacing of low energy ion implantation, is realized using ultra-high vacuum chemical vapor deposition(UHVCVD) and excimer laser annealing(ELA).

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Block Copolymer (BCP) 를 이용한 sub-50 nm 3차원 구조물 제작에 관한 연구

  • 신재희;오종식;염근영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.15-15
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    • 2014
  • Block Copolymer(BCP) 는 self assembly 현상을 이용하여 다양한 pattern을 형성하는데 용이한 물질로써 이를 이용한 다양한 구조물 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 hoe pattern 모양을 갖는 BCP 패턴을 이용하여 Atomic Layer Deposition(ALD) 및 Reactive Ion Etching(RIE) 공정을 이용한 3차원 quantum tube 구조물을 제작하였다.

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원자층 증착법을 이용한 Al2O3/TiO2 보호막의 수분 보호 특성 (Water Vapor Permeation Properties of Al2O3/TiO2 Passivation Layer Deposited by Atomic Layer Deposition)

  • 권태석;문연건;김웅선;문대용;김경택;신새영;한동석;박재근;박종완
    • 한국진공학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.495-500
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    • 2010
  • 원자층 증착법(ALD: atomic layer deposition)을 이용하여 PES (poly (ether sulfon)) 기판위에 증착 온도, 플라즈마 파워에 따라 $Al_2O_3$$TiO_2$ 박막을 증착했다. 공정 조건에 따라 $Al_2O_3$$TiO_2$ 박막의 밀도, 탄소의 함유량이 달라지는 것을 알 수 있었으며, 공정 조건을 변화시켜 고밀도의 박막을 얻을 수 있었다. 플라즈마에 의한 PES 기판 손상을 막기 위해 buffer layer를 도입했으며, 또한 박막 내부 결함에 의한 수분 투과를 지연 또는 막기 위해 다층 구조를 증착했다. 이를 분석하기 위해 MOCON test를 이용해 투습률을 조사하였다. 플라스틱 기판에 다층 구조의 무기물 보호막을 적용했을 시 플라스틱 기판의 투습률 특성이 개선되었으며, 수분 투과에 대한 activation energy 또한 증가하는 것을 알 수 있었다.

산소 플라즈마를 이용하여 원거리 플라즈마 원자층 증착법으로 형성된 하프늄 옥사이드 게이트 절연막의 특성 연구 (Characteristics of Hafnium Oxide Gate Dielectrics Deposited by Remote Plasma-enhanced Atomic Layer Deposition using Oxygen Plasma)

  • 조승찬;전형탁;김양도
    • 한국재료학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.263-267
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    • 2007
  • Hafnium oxide $(HfO_2)$ films were deposited on Si(100) substrates by remote plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) method at $250^{\circ}C$ using TEMAH [tetrakis(ethylmethylamino)hafnium] and $O_2$ plasma. $(HfO_2)$ films showed a relatively low carbon contamination of about 3 at %. As-deposited and annealed $(HfO_2)$ films showed amorphous and randomly oriented polycrystalline structure. respectively. The interfacial layer of $(HfO_2)$ films deposited using remote PEALD was Hf silicate and its thickness increased with increasing annealing temperature. The hysteresis of $(HfO_2)$ films became lower and the flat band voltages shifted towards the positive direction after annealing. Post-annealing process significantly changed the physical, chemical, and electrical properties of $(HfO_2)$ films. $(HfO_2)$ films deposited by remote PEALD using TEMAH and $O_2$ plasma showed generally improved film qualities compare to those of the films deposited by conventional ALD.

Atomic Layer Deposition으로 증착된 Al-doped ZnO Film의 전기적, 구조적 및 광학적 특성 분석 (Electrical, Structural and Optical Characteristic Analysis of Al-doped ZnO Film Deposited by Atomic Layer Deposition)

  • 임정수;정광석;신홍식;윤호진;양승동;김유미;이희덕;이가원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.491-496
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    • 2011
  • Al-doped ZnO film on glass substrate is deposited by ALD in low temperature, using 4-step process (DEZ-$H_2O$-TMA-$H_2O$). To find out the optimal film condition for TCO material, we fabricate Al-doped ZnO films by increasing Al doping concentration at $100^{\circ}C$, so that the Al-doped film of 5 at% shows the lowest resistivity ($1.057{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$) and the largest grain size (38.047 nm). Afterwards, the electrical and physical characteristics in Al-doped films of 5 at% are also compared in accordance with increasing deposition temperature. All the films show the optical transmittance over 80% and the film deposited at $250^{\circ}C$ demonstrates the superior resistivity ($1.237{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$).

Highly Efficient Flexible Perovskite Solar Cells by Low-temperature ALD Method

  • Kim, Byeong Jo;Kwon, Seung Lee;Jung, Hyun Suk
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.469.2-469.2
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    • 2014
  • All-solid-state solar cell based on Chloride doped organometallic halide perovskite, (CH3NH3)PbIxCl3-x, has achieved a highly power conversion efficiency (PCE) to over 15% [1] and further improvements are expected up to 20% [2]. In this way, solar cells using novel light absorbing perovskite material are actively being studied as a next generation solar cells. However, making solution-process require high temperature up to $500^{\circ}C$ to form compact hole blocking layer and sinter the mesoporous oxide scaffold layer. Because of this high temperature process, fabrication of flexible solar cells on plastic substrate is still troubleshooting. In this study, we fabricated highly efficient flexible perovskite solar cells with PCE in excess of 11%. Atomic layer deposition (ALD) is used to deposit dense $TiO_2$ as hole blocking layer on ITO/PEN substrate. The all fabrication process is done at low temperature below $150^{\circ}C$. This work shows that one of the important blueprint for commercial use of perovskite solar cells.

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