• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.109-110
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• 2005

We have suggested sputtered W-C-N thin film for preventing thermal budget between semiconductor and metal. These results show that the W-C-N thin film has good thermal stability and low resistivity. In this study we newly suggested sputtered W-B-C-N thin diffusion barrier. In order to improve the characteristics, we examined the impurity behaviors as a function of nitrogen gas flow ratio. This thin film is able to prevent the interdiffusion during high temperature (700 to $1000^{\circ}C$) annealing process and has low resistivity ($\sim$200$\mu{\Omega}-cm$). Through the analysis of X-Ray diffraction, resistivity and XPS, we studied structure behavior of W-B-C-N diffusion barrier.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.72-73
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• 2005

Stress behavior was studied to investigate the internal behaviors of boron, carbon, and nitrogen in the 1000${\AA}$-thick tungsten boron carbon nitride (W-B-C-N) thin films. The impurities in the W-B-C-N thin films provide stuffing effects that were very effective for preventing the interdiffusion between interconnection metal and silicon substrate during the subsequent high temperature annealing process. The resistivity of W-B-C-N thin film decreases as an annealing temperature increase. The W-B-C-N thin films have compressive stress, and the stress value decreased up to $4.11\times10^{10}dyne/cm^2$ as an $N_2$ flow rate increases up to 3 sccm.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.173-174
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• 2007

반도체 소자가 발달함에 따라서 박막은 더욱 다층화 되고 그 두께는 줄어들고 있다. 따라서 소자의 초고집적화를 위해서는 각 박막의 두께를 더욱 작게 하여야 한다. 또한 반도체 소자 제조 공정에서는 Si 기판과 금속 박막간의 확산이 커다란 문제로 부각되어 왔다. 특히 Cu는 높은 확산성에 의하여 Si 기판과 접합에서 많은 확산에 의한 문제가 발생하게 되며, 또한 선폭이 줄어듦에 따라 고열이 발생하여 실리콘으로 spiking이 발생하게 된다. 이러한 확산을 방지하기 위하여 금속 배선과 Si기판 사이에는 필연적으로 확산방지막을 삽입하게 되었다. 기존의 연구에서는 $1000\;{\AA}$의 W-B-C-N 확산방지막을 제작하여 연구하였다. 이 논문에서는 Cu의 확산을 방지하기 위한 W-B-C-N 확산방지막을 다양한 두께로 제작하여 그 특성을 확인하여 초고집적화를 위한 더욱 얇은 두께의 W-B-C-N 확산방지막에 대하여 연구하였다. W-B-C-N 확산방지막의 두께 변화에 대한 특성을 확인하기 위하여 $900^{\circ}C$까지 열처리 한 후 그 면저항을 측정하였다.

• 한국자기학회지
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• 제16권1호
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• pp.75-78
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• 2006

텅스턴-보론-카본질소 화합물 박막(W-B-C-N)을 만들기 위하여 박막내에 보론과 카본 그리고 질소의 불순물을 주입한 다음 결정구조를 조사하였으며, 이러한 박막의 식각 특성을 조사하기 위하여 고온에서 열처리한 다음 Cu박막을 W-B-C-N 박막위에 증착한 다음에 열처리하였고 여기에서 열적인 특성을 조사하였다. $1000\;{\AA}$의 박막을 RF magnetron sputtering방법을 이용하여 증착한 후에 박막의 전기적구조적인 특성을 측정하였으며, scratch test를 통해 박막의 결합력을 측정하였고, XRD측정을 통하여 결정성을 조사하였으며, 열처리한 후 etching을 하여 nomarski 현미경을 통하여 확산방지막의 안정성을 조사하였다. 이로부터 확산방지막내의 보론과 카본 질소 등의 불순물이 들어감에 따라 Cu가 Si 속으로 얼마나 들어가는가를 효과적으로 조사하였다. W-B-C-N 확산방지막의 역할은 $850^{\circ}C$까지 고온 열처리를 하는 경우에 Cu 원자가 Si 속으로 확산되어 나가는 것을 효과적으로 방지하는 것을 알 수 있었다. 텅스텐-보론-카본질소 화합물 박막의 비저항은 질소 가스의 유량비를 조절함으로써 쉽게 조절할 수 있었으며, 텅스텐-보론-카본-질소 화합물 박막은 Cu 확산방지막으로 적용했을 때 적절한 질소 농도가 들어간 확산방지막에서는 효과적으로 Cu의 확산을 방지하는 것을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제18권1호
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• pp.32-35
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• 2008

차세대 반도체 산업의 발전을 위하여 반도체 소자의 구조는 DRAM, FRAM, MRAM 등 여러 분야에서 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 이런 차세대 반도체 소자에서 금속 배선으로는 Cu가 사용되며, Cu 금속 배선을 위한 확산방지막에 대한 연구는 반드시 필요하다[1-3]. Cu 금속 배선을 위한 확산방지막에 대한 현재까지의 연구에서는 Tungsten(W)을 기반으로 Nitride(N)를 불순물로 첨가한 확산방지막에 대하여 연구되었다[4-7]. 이러한 W-N를 기반으로 본 연구에서는 물리적 기상 증착법(PVD) 방법인 RF Magnetron Sputter 방법으로 W-N 이외에 Carbon(C) 과 Boron(B)을 첨가하여 확산방지막의 특성을 확인하였고, 특히 Boron Target의 power를 변화하여 W-B-C-N 확산방지막의 Boron에 의한 특성과 열적 안정성을 연구하였다[8-10]. 실험은 다양한 Boron의 조성을 가지는 확산방지막을 증착하여 $\beta$-ray와 4-point probe를 사용하여 확산방지막의 특성을 확인하였고, 고온($700^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$) 열처리한 후 X-ray Diffraction 분석을 하여 열적 안정성을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.87-88
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• 2007

반도체 소자가 초고집적화 되어감에 따라 반도체 공정에서 선폭은 줄어들고 박막은 다층화 되어가고 있다. 이와 같은 제조 공정 하에서는 Si 기판과 금속 박막간의 확산이 커다란 문제로 부각되어 왔다. 특히 Cu는 높은 확산성에 의하여 Si 기판과 접합에서 많은 확산에 의한 문제가 발생하게 되며, 또한 선폭이 줄어듦에 따라 고열이 발생하여 실리콘으로 spiking이 발생하게 된다. 이러한 확산을 방지하기 위하여 이 논문에서는 Tungsten - Carbon - Nitrogen (W-C-N)에 Boron (B)을 첨가하였고, Boron 타겟 power을 조절하여 다양한 조성을 가지는 W-B-C-N 확산방지막을 제작하여 각 조성에 따른 증착률을 조서하였고 $1000^{\circ}C$까지 열처리하여 그 비저항을 측정하여 각 특성을 확인하였다.

• Applied Microscopy
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• 제50권
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• pp.7.1-7.10
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• 2020

Tantalum nitride (TaN_x) thin films were grown utilizing an inductively coupled plasma (ICP) assisted direct current (DC) sputtering, and 20-100% improved microhardness values were obtained. The detailed microstructural changes of the TaN_x films were characterized utilizing transmission electron microscopy (TEM), as a function of nitrogen gas fraction and ICP power. As nitrogen gas fraction increases from 0.05 to 0.15, the TaN_x phase evolves from body-centered-cubic (b.c.c.) TaN_0.1, to face-centered-cubic (f.c.c.) δ-TaN, to hexagonal-close-packing (h.c.p.) ε-TaN phase. By increasing ICP power from 100 W to 400 W, the f.c.c. δ- TaN phase becomes the main phase in all nitrogen fractions investigated. The higher ICP power enhances the mobility of Ta and N ions, which stabilizes the δ-TaN phase like a high-temperature regime and removes the micro-voids between the columnar grains in the TaN_x film. The dense δ-TaN structure with reduced columnar grains and micro-voids increases the strength of the TaN_x film.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.130-132
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• 2005

Tungsten carbon nitride (W-C-N) thin films were produced by reactive radio frequency (RF) magnetron sputter-ing of tungsten in $Ar-N_2$ gas mixture. The effects of the variation of nitrogen partial pressure on the composition, and structural properties of these films as well as the influence of post-deposition annealing have been studied. When $La_{0.67}Sr_{0.33}MnO_3$ was coated on the W-C-N/Si substrate, coercivity ($H_c$) and magnetization at room temperature shows 58.73 Oe, and 29.4 emu/cc, respectively. In order to improve the diffusion barrier characteristics, we have studied the impurity behaviors to control the ratios of nitrogen and carbon concentrations.

• Progress in Superconductivity
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• 제14권1호
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• pp.30-33
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• 2012

We have grown $MgB_2$ superconducting thin films on the SiC buffer layers by means of hybrid physical-chemical vapor deposition (HPCVD) technique. Prior to that, SiC was first deposited on $Al_2O_3$ substrates at various temperatures from room temperature to $600^{\circ}C$ by using the pulsed laser deposition (PLD) method in a vacuum atmosphere of ${\sim}10^{-6}$ Torr pressure. All samples showed a high transition temperature of ~40 K. The grain boundaries of $MgB_2$ samples with SiC layer are greater in amount, compare to that of the pure $MgB_2$ samples. $MgB_2$ with SiC buffer layer samples show interesting change in the critical current density ($J_c$) values. Generally, at both 5 K and 20 K measurements, at lower magnetic field, all $MgB_2$ films deposited on SiC buffer layers have low $J_c$ values, but when they reach higher magnetic fields of nearly 3.5 Tesla, $J_c$ values are enhanced. $MgB_2$ film with SiC grown at $600^{\circ}C$ has the highest $J_c$ enhancement at higher magnetic fields, while all SiC buffer layer samples exhibit higher $J_c$ values than that of the pure $MgB_2$ films. A change in the grain boundary morphologies of $MgB_2$ films due to SiC buffer layer seems to be responsible for $J_c$ enhancements at high magnetic fields.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권12호
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• pp.576-580
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• 2006

The $(Sr_{0.85}Ca_{0.15})TiO_3(SCT)$ thin films were deposited on Pt-coated electrode $(Pt/TiN/SiO_2/Si)$ using RF sputtering method according to the deposition condition. The crystallinity of SCT thin films were increased with increase of deposition temperature in the temperature range of $100{\sim}500[^{\circ}C]$. The optimum conditions of RF power and $Ar/O_2$ ratio were 140[W] and 80/20, respectively. Deposition rate of SCT thin films was about $18.75[{\AA}/min]$ at the optimum condition. The composition of SCT thin films deposited on Si substrate is close to stoichiometry (1.102 in A/B ratio). The maximum dielectric constant of SCT thin film as obtained by annealing at $600^{\circ}C$.