• Title/Summary/Keyword: Al-Ti-Si-N

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Electrical properties and thermal stability of Al/$WN_x$/Ti submicron contact structure

  • Kim, Yong-Tae;Sim, Hyun-Sang;Kim, Seong-Il
    • Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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    • 2002.11a
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    • pp.72-74
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    • 2002
  • A submicron contact scheme using $WN_x$ diffusion barrier has been suggested for multilevel interconnect structure. The contact resistance of $0.4\times0.48\mu\textrm{m}^2$ size Al/WN/Ti/$n^+$-Si is 120-140 $\Omega$ and the leakage current density is below than $10^{-16}$$-10^{-15}A/\mu\textrm{m}^2$. The effect of F atoms on the submicron contact has been investigated with the nuclear resonance analysis method.

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Electrical and Chemical Properties of ultra thin RT-MOCVD Deposited Ti-doped $Ta_2O_5$

  • Lee, S. J.;H. F. Luan;A. Mao;T. S. Jeon;Lee, C. h.;Y. Senzaki;D. Roberts;D. L. Kwong
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • v.1 no.4
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    • pp.202-208
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    • 2001
  • In Recent results suggested that doping $Ta_2O_5$ with a small amount of $TiO_2$ using standard ceramic processing techniques can increase the dielectric constant of $Ta_2O_5$ significantly. In this paper, this concept is studied using RTCVD (Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition). Ti-doped $Ta_2O_5$ films are deposited using $TaC_{12}H_{30}O_5N$, $C_8H_{24}N_4Ti$, and $O_2$ on both Si and $NH_3$-nitrided Si substrates. An $NH_3$-based interface layer at the Si surface is used to prevent interfacial oxidation during the CVD process and post deposition annealing is performed in $H_2/O_2$ ambient to improve film quality and reduce leakage current. A sputtered TiN layer is used as a diffusion barrier between the Al gate electrode and the $TaTi_xO_y$ dielectric. XPS analyses confirm the formation of a ($Ta_2O_5)_{1-x}(TiO_2)_x$ composite oxide. A high quality $TaTi_xO_y$ gate stack with EOT (Equivalent Oxide Thickness) of $7{\AA}$ and leakage current $Jg=O.5A/textrm{cm}^2$ @ Vg=-1.0V has been achieved. We have also succeeded in forming a $TaTi_x/O_y$ composite oxide by rapid thermal oxidation of the as-deposited CVD TaTi films. The electrical properties and Jg-EOT characteristics of these composite oxides are remarkably similar to that of RTCVD $Ta_2O_5, suggesting that the dielectric constant of $Ta_2O_5$ is not affected by the addition of $TiO_2$.

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Electrical Properties of SCT Ceramic Thin Film with Top Electrode (상부전극에 따른 SCT 세라믹 박막의 전기적 특성)

  • Cho, C.N.;Kim, J.S.;Shin, C.G.;Choi, W.S.;Kim, C.H.;Park, Y.P.;Yoo, Y.G.;Lee, J.U.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.07d
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    • pp.1501-1503
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    • 1999
  • The $(Sr_{0.85}Ca_{0.15})TiO_3$(SCT) thin films are deposited on Pt-coated electrode$(Pt/TiO_2/SiO_2/Si)$ using RF sputtering method. Ag, Cu, Al, Pt films for the formation of top eletrode were doposited on SCT thin films by thermal evaporator and sputtering. The effects of top electodes have be studied on SCT samples with a variety of top electrode materials.

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Fabrication of Various Semiconductor/Metal Structured Nanowires Using Metal Coating (금속 코팅을 통한 다양한 반도체/금속 나노선 제작)

  • Park, Byoung-Jun;Kim, Kyung-Hwan;Kim, Hyun-Suk;Cho, Kyoung-Ah;Kim, Jin-Hyong;Lee, Joon-Woo;Kim, Sang-Sing
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.11a
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    • pp.252-255
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    • 2004
  • Various Semiconductor/Metal structured nanowires were synthesized from the simple thermal annealing of ball-milled compound powders and the thermal evaporation of metals. Their structural properties were investigated by Scanning Electron Microscopy(SEM) and Transmission Electron Microscopy(TEM), Energy Dispersive X-ray spectroscopy(EDX). Depending on the type of metals and the material of nanowires, uniform somiconductor/metal nanowires(GaN/Al, GaN/Ag) or isolated metal particles on semiconductor nanowires$(SnO_2/Ti,\;Si/Ti)$ were formed on the surface of nanowires.

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Monolithic 3D-IC 구현을 위한 In-Sn을 이용한 Low Temperature Eutectic Bonding 기술

  • Sim, Jae-U;Park, Jin-Hong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.338-338
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    • 2013
  • Monolithic three-dimensional integrated circuits (3D-ICs) 구현 시 bonding 과정에서 발생되는 aluminum (Al) 이나 copper (Cu) 등의 interconnect metal의 확산, 열적 스트레스, 결함의 발생, 도펀트 재분포와 같은 문제들을 피하기 위해서는 저온 공정이 필수적이다. 지금까지는 polymer 기반의 bonding이나 Cu/Cu와 같은 metal 기반의 bonding 등과 같은 저온 bonding 방법이 연구되어 왔다. 그러나 이와 같은 bonding 공정들은 공정 시 void와 같은 문제가 발생하거나 공정을 위한 특수한 장비가 필수적이다. 반면, 두 물질의 합금을 이용해 녹는점을 낮추는 eutectic bonding 공정은 저온에서 공정이 가능할 뿐만 아니라 void의 발생 없이 강한 bonding 강도를 얻을 수 있다. Aluminum-germanium (Al-Ge) 및 aluminum-indium (Al-In) 등의 조합이 eutectic bonding에 이용되어 각각 $424^{\circ}C$$454^{\circ}C$의 저온 공정을 성취하였으나 여전히 $400^{\circ}C$이상의 eutectic 온도로 인해 3D-ICs의 구현 시에는 적용이 불가능하다. 이러한 metal 조합들에 비해 indium (In)과 tin (Sn)은 각각 $156^{\circ}C$$232^{\circ}C$로 굉장히 낮은 녹는점을 가지고 있기 때문에 In-Sn 조합은 약 $120^{\circ}C$ 정도의 상당히 낮은eutectic 온도를 갖는다. 따라서 본 연구팀은 In-Sn 조합을 이용하여 $200^{\circ}C$ 이하에서monolithic 3D-IC 구현 시 사용될 eutectic bonding 공정을 개발하였다. 100 nm SiO2가 증착된 Si wafer 위에 50 nm Ti 및 410 nm In을 증착하고, 다른Si wafer 위에 50 nm Ti 및 500 nm Sn을 증착하였다. Ti는 adhesion 향상 및 diffusion barrier 역할을 위해 증착되었다. In과 Sn의 두께는 binary phase diagram을 통해 In-Sn의 eutectic 온도인 $120^{\circ}C$ 지점의 조성 비율인 48 at% Sn과 52 at% In에 해당되는 410 nm (In) 그리고 500 nm (Sn)로 결정되었다. Bonding은 Tbon-100 장비를 이용하여 $140^{\circ}C$, $170^{\circ}C$ 그리고 $200^{\circ}C$에서 2,000 N의 압력으로 진행되었으며 각각의 샘플들은 scanning electron microscope (SEM)을 통해 확인된 후, 접합 강도 테스트를 진행하였다. 추가로 bonding 층의 In 및 Sn 분포를 확인하기 위하여 Si wafer 위에 Ti/In/Sn/Ti를 차례로 증착시킨 뒤 bonding 조건과 같은 온도에서 열처리하고secondary ion mass spectrometry (SIMS) profile 분석을 시행하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 충분히 높은 접합 강도를 갖는 In-Sn eutectic bonding 공정을 $140^{\circ}C$의 낮은 공정온도에서 성공적으로 개발하였다.

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Stress - Strain Curve를 이용한 W-C-N 확산방지막의 물성 특성 연구

  • Lee, Gyu-Yeong;Kim, Su-In;Park, Sang-Jae;Lee, Dong-Gwan;Jeong, Yong-Rok;Jeong, Jun;Lee, Jong-Rim;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.172-172
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    • 2011
  • 현대 반도체 금속배선 연구에서는 기존에 쓰이던 Al (Aluminium) 금속배선 대신에 Cu(Copper) 금속배선 연구가 진행 되고 있다. Cu는 Al 보다 비저항이 낮고, 녹는점도 Al보다 높다는 장점이 있지만 저온에서 기판인 Si (Silicon) 과 반응하고 접착력이 우수하지 못 하다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 확산방지막을 기판과 금속배선 사이에 삽입하는 방법이 제시 되었다. 확산방지막으로는 기존에 쓰이던 Ti (Titanium) 계열의 확산방지막과 W (Tungsten) 계열의 확산방지막이 있다. 이번 연구에서는 W 계열의 확산방지막에 불순물 C (Carbon), N(Nitrogen)을 첨가한 W-C-N 확산방지막 시편을 제조하였고, N2의 비율을 변화시키며 $600^{\circ}C$ 열처리를 하였다. 실험 결과 질소의 포함 농도에 따라 확산방지막의 안정도가 변화한다는 결과를 얻었으며, 질소 첨가량에 따라 시편의 표면 보다는 시편의 중간층의 물성 변화율이 큰데 이는 시편 표면의 질소는 열처리 중 확산에 의한 시편과의 분리 현상이 일어나지만 시편의 중간층은 trap현상에 의하여 시편에 남아있어 질소의 영향을 받아 시편의 중간층이 더욱 질소 유량에 따른 영향이 큰 것을 확인하였다. 이 결과로부터 W-C-N 박막은 첨가된 질소의 유량에 따라 박막의 안정도가 결정된 다는 것을 알았다. 본 연구에서 시편은 rf magnetron sputtering 방법으로 제작하였고 연속압입 실험은 Hysitron사의 Triboindenter를 이용하였다. Indenting에 사용된 압입팁은 Berkovich tip을 사용하였다.

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연속압입 분석을 이용한 W-C-N 확산방지막 물성 연구

  • Lee, Gyu-Yeong;Kim, Su-In;Park, Sang-Jae;Lee, Dong-Gwan;Jeong, Yong-Rok;Jeong, Jun;Lee, Jong-Rim;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.181-181
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    • 2010
  • 현대 반도체 금속배선 연구에서는 기존에 쓰이던 Al (Aluminium) 금속배선 대신에 Cu (Copper) 금속배선 연구가 진행되고 있다. Cu는 Al 보다 비저항이 낮고, 녹는점도 Al보다 높다는 장점이 있지만 저온에서 기판인 Si (Silicon) 과 반응하고 접착력이 우수하지 못 하다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 확산방지막을 기판과 금속배선 사이에 삽입하는 방법이 제시 되었다. 확산방지막으로는 기존에 쓰이던 Ti (Titanium) 계열의 확산방지막과 W (Tungsten) 계열의 확산방지막이 있다. 이번 연구에서는 W 계열의 확산방지막에 불순물 C (Carbon) 과 N (Nitrogen) 을 첨가한 W-C-N 확산방지막 시편을 제조하였고, N2의 비율을 변화시키며 $600^{\circ}C$, $800^{\circ}C$열처리를 하였다. 본 실험의 결과로, 확산방지막의 $N_2$ 농도가 0, 0.5, 2 sccm으로 증가할수록 고온에서도 Elastic modulus 와 Hardness 값이 시편의 여러 영역에서 비교적 안정적으로 유지된다는 결과를 얻었다. 이 결과로부터 W-C-N 박막의 질소 농도에 따라 고온에서도 비교적 안정적으로 유지된다는 결과를 얻었다. 본 연구에서 시편은 RF magnetron sputtering 방법으로 제작하였고 Elastic modulus와 Hardness의 측정은 Hysitron사의 Triboindenter를 이용하였다. Indenting에 사용된 압입팁은 Berkovich tip을 사용하였다.

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Gas-phase Dehydration of Glycerol over Supported Silicotungstic Acids Catalysts

  • Kim, Yong-Tae;Jung, Kwang-Deog;Park, Eun-Duck
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • v.31 no.11
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    • pp.3283-3290
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    • 2010
  • The gas-phase dehydration of glycerol to acrolein was carried out over 10 wt % HSiW catalysts supported on different supports, viz. $\gamma-Al_2O_3$, $SiO_2-Al_2O_3$, $TiO_2$, $ZrO_2$, $SiO_2$, AC, $CeO_2$ and MgO. The same reaction was also conducted over each support without HSiW for comparison. Several characterization techniques, $N_2$-physisorption, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), the temperature-programmed desorption of ammonia ($NH_3$-TPD), temperature-programmed oxidation (TPO) with mass spectroscopy and CHNS analysis were employed to characterize the catalysts. The glycerol conversion generally increased with increasing amount of acid sites. Ceria showed the highest 1-hydroxyacetone selectivity at $315^{\circ}C$ among the various metal oxides. The supported HSiW catalyst showed superior catalytic activity to that of the corresponding support. Among the supported HSiW catalysts, HSiW/$ZrO_2$ and HSiW/$SiO_2-Al_2O_3$ showed the highest acrolein selectivity. In the case of HSiW/$ZrO_2$, the initial catalytic activity was recovered after the removal of the accumulated carbon species at $550^{\circ}C$ in the presence of oxygen.

Separation and Recovery of Ce, Nd and V from Spent FCC Catalyst (FCC 폐촉매로부터 Ce, Nd 및 V의 분리 회수 프로세스)

  • Jeon, Sung Kyun;Yang, Jong Gyu;Kim, Jong Hwa;Lee, Sung Sik
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.8 no.4
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    • pp.679-684
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    • 1997
  • The major constituents in spent FCC catalysts are Si, Al, Fe, Ti, alkali metals and some others. The spent catalyst is also composed small amounts of rare metals such as Ce, Nd, Ni and V. The selective adsorption and concentration of Ce and Nd from the leaching solution of spent FCC catalysts with sulfuric acid($0.25mol/dm^3$) were carried out by the column method with a chelate resin having a functional group of aminophosphoric acid type. Ce and Nd were separated from eluate liquor containing Al, Nd and V by the precipitation process with oxalic acid. Vanadium is purified from chloride ion coexistance by solvent extraction, employing tri-n-octyl phosphine oxide as extractant with Al in the raffinate solution. Rare metals with the purity of 99 percent were obtained from the spent FCC catalyst.

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Seasonal Variation and Statistical Analysis of Particulate Pollutants in Urban Air (도시대기립자상물질중 오염성분의 계절적 변동 및 통계적 해석)

  • 이승일
    • Journal of environmental and Sanitary engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.8-23
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    • 1994
  • During the period from Mar., 1991 to Feb., 1992 66 tSP samples were collected by Hi volume air sampler at 1 sampling site in Seoul and the amount of concentration of 21 components(SO$_{4}$$^{2-}$, NO$_{3}$$^{-}$, NH$_{4}$$^{+}$, Cl$^{-}$, Al, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, It Mg, Mn, Na, Ni, Pt Si, Ti, Zn, Zr ) were measured. And monthly and seasonal variation were surveyed and the principal component analysis( PCA ) were carried out with respect to these amount of pollutants, minimum of visibility and radiation on a horizontal surface. The total amount of soluble ion in water was high in order o(SO$_{4}$$^{2-}$> NO$_{3}$$^{-}$> N%'>Cl$^{-}$ and metal ion was high in order of Na> Ca>Si> Fe> Al> K> Mg> Zn> Pb> Cu>Ti> Mn > Ba> Cr> Zr> Ni> Cd. There was Seasonal variation in concentration for SO$_{4}$$^{2-}$, NH$_{4}$$^{+}$, Cl$^{-}$, Na, Al, Ca, Bt Mg, Fe and Si. It was assumed that the components of the highest concentration on April were depend on yellow sand and the frequency of wind velocity and direction. As the results of PCA, the amount of pollution components was able to characterized with two principal components(Z$_{1}$, Z$_{2}$ ). The first principal components Z$_{1}$ was considered to be a factor indicating the pollutants originated from natural generation and The second principal components Z$_{2}$ was considered to be a factor indicating the pollutants originated from human work. The monthly concentration of pollutants in ISP, minimum of visibility and radiation on a horizontal surface was possible to evaluate by the use of these two principal components Z$_{1}$ and Z$_{2}$ .

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