• 제목/요약/키워드: rf magnetron sputter

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Investigation of Vanadium-based Thin Interlayer for Cu Diffusion Barrier

  • 한동석;박종완;문대용;박재형;문연건;김웅선;신새영
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.41.2-41.2
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    • 2011
  • Recently, scaling down of ULSI (Ultra Large Scale Integration) circuit of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) based electronic devices become much faster speed and smaller size than ever before. However, very narrow interconnect line width causes some drawbacks. For example, deposition of conformal and thin barrier is not easy moreover metallization process needs deposition of diffusion barrier and glue layer. Therefore, there is not enough space for copper filling process. In order to overcome these negative effects, simple process of copper metallization is required. In this research, Cu-V thin alloy film was formed by using RF magnetron sputter deposition system. Cu-V alloy film was deposited on the plane $SiO_2$/Si bi-layer substrate with smooth and uniform surface. Cu-V film thickness was about 50 nm. Cu-V layer was deposited at RT, 100, 150, 200, and $250^{\circ}C$. XRD, AFM, Hall measurement system, and XPS were used to analyze Cu-V thin film. For the barrier formation, Cu-V film was annealed at 200, 300, 400, 500, and $600^{\circ}C$ (1 hour). As a result, V-based thin interlayer between Cu-V film and $SiO_2$ dielectric layer was formed by itself with annealing. Thin interlayer was confirmed by TEM (Transmission Electron Microscope) analysis. Barrier thermal stability was tested with I-V (for measuring leakage current) and XRD analysis after 300, 400, 500, 600, and $700^{\circ}C$ (12 hour) annealing. With this research, over $500^{\circ}C$ annealed barrier has large leakage current. However V-based diffusion barrier annealed at $400^{\circ}C$ has good thermal stability. Thus, thermal stability of vanadium-based thin interlayer as diffusion barrier is good for copper interconnection.

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Thermoelectric properties of multi-layered Bi-Te/In-Se/Bi-Te thin film deposited by RF magnetron sputter

  • ;;;;;;김진상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.231-231
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    • 2010
  • Thermoelectric properties of a multi-layered thin film, which was composed with indium selenide and bismuth telluride, were investigated. The structure of the layered thin film is Bi-Te /In-Se/Bi-Te and it was prepared on sapphire substrate by RF magnetron sputter using stoichiometric $Bi_2Te_3$ (99.9%) and $In_2Se_3$(99.99%) target at room temperature. Then, it was annealed at temperature range of 150 - $500^{\circ}C$ in Ar ambient. Structural characterizations were done using X-ray diffraction(XRD, BRUKER, D8, 60kW) and transmission electron microscopy (TEM, FEI, Tecnai, F30 S-Twin), respectively. Cross-section of multi-layer structure was observed by Scanning electron microscopy (SEM). The resistivity and Seebeck coefficient of these samples were also measured by conventional equipment at room temperature. The maximum value of power factor was $1.16\;{\mu}W/k^2m$ at annealing temperature of $400^{\circ}C$.

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열처리에 따른 Diamond-like Carbon (DLC) 박막의 특성변화 (Property Variation of Diamond-like Carbon Thin Film According to the Annealing Temperature)

  • 박창순;구경호;박형호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.49-53
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    • 2011
  • Diamond-like carbon (DLC)은 $Sp^3$ 결합분율이 높은 준안정 상태의 비정질 탄소물질로 이루어진 박막이다. DLC는 기계적 특성, 화학적 특성, 윤활 특성뿐만 아니라 광학적, 전기적 특성 또한 우수한 물질이다. 본 연구에서는 DLC 박막을 그라파이트(graphite) 타깃을 출발 물질로 하여 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)로 $SiO_2$ 기판 상에 증착하였다. 증착된 DLC 박막은 후 열처리를 하였으며 열처리 온도에 따른 DLC 박막의 특성 변화를 관찰하였다. 열처리는 진공에서 급속가열법(rapid thermal process)으로 $300{\sim}500^{\circ}C$ 범위에서 시행하였다. 열처리된 DLC 박막은 전기적 특성 평가를 위하여 Hall 계수 측정기를 이용하여 상온 비저항을 측정하였으며 표면 변화를 확인하기 위하여 원자력 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 표면형상 변화를 관찰 하였다. 또한 표면특성, 비저항 특성 변화와 구조적 특성 변화와의 관계를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 라만 분광법을 이용하여 열처리에 따른 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다.

Nanoindenter를 이용한 W-C-N 박막의 신뢰도 측정과 열적 안정성 연구 (Reliability Measurements and Thermal Stabilities of W-C-N Thin Films Using Nanoindenter)

  • 김주영;오환원;김수인;최성호;이창우
    • 한국진공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.200-204
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    • 2011
  • 이 논문에서는 반도체의 기판으로 사용되는 Si(silicon)기판과 금속배선 물질인 Cu(copper)의 확산을 효과적으로 방지하기 위한 W(Tungsten)-C(Carbon)-N(Nitrogen) 확산방지막을 제시하였고, 시료 증착을 위하여 rf magnetron sputter를 사용하여 동일한 증착조건에서 질소(N)의 비율을 다르게 증착한 후 시료의 열적 안정성 측정을 위하여 상온에서 $800^{\circ}C$까지 각각 질소 분위기에서 30분간 열처리 과정을 실시하여 열적 손상을 인가하였다. 이후 Nanoindentation 기법을 이용하여 총 16 points에서 Elastic modulus와 Weibull distribution을 측정하였다. 그 결과 질화물질이 고온에서 물성변화가 적게 나타나는 것을 알 수 있었고, 온도변화에 따른 박막의 균일도와 결정성 또한 질화물질에서 더 안정적이었다.

ZnO 박막의 기판종류에 따른 구조적, 광학적 특성 (Dependence of Substrate Type on the Properties of ZnO Films deposited by r.f. magnetron sputtering)

  • 이동진;이재형;주정훈;송준태;이규일;양계준;임동건
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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    • pp.125-126
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    • 2006
  • ZnO Films have been prepared on polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), and Coming 7059 substrates by r.f. magnetron sputtering technique. A comparison of the properties of the films deposited on polymer and glass substrates was performed. In addition, the effect of the sputter power on the structural and optical properties of these films was evaluated.

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RF 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 리튬 이온 이차전지 양극용 바나듐 옥사이드 박막에 관한 연구 (A Study on the Vanadium Oxide Thin Films as Cathode for Lithium Ion Battery Deposited by RF Magnetron Sputtering)

  • 장기준;김기출
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.80-85
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    • 2019
  • 이산화바나듐은 잘 알려진 금속-절연체 상전이 물질이며, 바나듐 레독스 흐름 전지는 대규모 에너지 저장장치로 활용하기 위해서 많은 연구가 이루어져왔다. 본 연구에서는 바나듐 옥사이드 ($VO_x$) 박막을 리튬이온 이차전지의 양극으로 적용하는 연구를 수행하였다. 이를 위해서 $VO_x$ 박막을 실리콘 웨이퍼 위에 열산화공정으로 300 nm 두께의 $SiO_2$ 층이 형성된 Si 기판 및 쿼츠 기판 위에 RF 마그네트론 스퍼터 시스템으로 60분 동안 $500^{\circ}C$에서 다른 RF 파워로 증착하였다. 증착된 $VO_x$ 박막의 표면형상을 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 결정학적 특성을 Raman 분광학으로 분석하였다. 투과율 및 흡수율과 같은 광학적 특성은 자외선-가시광선 분광계로 조사하였다. Cu Foil 위에 증착된 $VO_x$ 박막을 리튬이온전지의 양극물질로 적용하여 CR2032 코인셀을 제작하였고, 전기화학적 특성을 조사하였다. 그 결과 증착된 $VO_x$ 박막은 RF 파워가 증가할수록 낟알 크기가 증가하였고, RF 파워 200 W 이상에서 증착된 박막은 $VO_2$상을 나타내었다. 증착된 $VO_x$ 박막의 투과율은 결정상에 따라 다른 값을 나타내었다. $VO_x$ 박막의 이차전지 특성은 높은 표면적을 가질수록, 결정상이 혼재될수록 높은 충방전 특성을 나타내었다.

다양한 열처리 분위기에 따른 SBT 커패시터의 강유전체 특성 (Ferroelectrical Properties of SBT Capacitors with various Annealing Atmosphere)

  • 조춘남;오용철;김진사;최운식;김충혁;박용필;홍진웅;이준웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 학술대회 논문집 일렉트렛트 및 응용기술연구회
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    • pp.72-76
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    • 2003
  • The $Sr_{0.7}Bi_{2.6}Ta_2O_9$(SBT) thin films are deposited on Pt-coated electrode(Pt/$TiO_2/SiO_2$/Si) using RF magnetron sputtering method. The structural and electrical properties of SBT capacitors were influenced with annealing atmosphere. In the XRD pattern, the SBT thin films in all annealed atmosphere had (105) orientation. In the SEM images, Bi-layered perovskite phase was crystallized in all annealing atmosphere and grains largely grew in oxygen annealing atmosphere. The maximum remanent polarization and the coercive electric field in oxygen annealing atmosphere are $12.40[{\mu}C/cm^2]$ and 30[kV/cm] respectively. The fatigue characteristics of SBT capacitors did not change up to $10^{10}$ switching cycles.

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투명전극 응용을 위한 ZnO박막과 Ga 도핑 된 ZnO박막의 성장 후 열처리에 따른 특성분석 (Characterization of ZnO Thin Films and Ga doped ZnO Thin Films Post Annealing for Transparent Conducting Oxide Application)

  • 장재호;배효준;이지수;정광현;최현광;전민현
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제22권7호
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    • pp.567-571
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    • 2009
  • Polycrystalline ZnO and Ga doped ZnO (GZO) films are deposited on glass substrate by RF magnetron sputtering at room temperature. The characteristics of ZnO and GZO films are investigated with X-ray diffraction measurement, UV-VIS-NIR spectrophotometer $(250{\sim}1200nm)$ and hall measurement. The post-growth thermal treatment of these films is carried out in N2 ambient at $500^{\circ}C$ for 30 min and an hour. ZnO and GZO films have different changing behavior of structural and optical properties by annealing. To use transparent conductive films for solar cell, films should have not only high transmittance but also good electrical property. Although as deposited GZO films have electrical properties than ZnO films, GZO films have not good transmittance properties. Consequently, we succeed that the high transmittance of GZO films is improved by annealing process.

스퍼터링에 의한 Low-k 박막의 특성 (CharacteristicProperties of Low-k Thin Film Deposited by Sputtering)

  • 오데레사
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.3160-3164
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    • 2012
  • 저온공정을 위해 스퍼터 방법에 의해 SiOC 박막을 증착하였으며, SiOC 박막 위에 투명전극을 제작하기 위해서 AZO박막과 ZnO 박막을 증착하였다. 박막의 광학적 특성은 PL 분석기와 스펙트라포토미터를 이용하였다. SiOC 박막은 n-type Si 위에 증착하였을 때 증착조건에 따라서 방사 효과가 다양하게 나타났으며, 두꺼운 박막에서 blue shit 현상이 나타났다. SiOC/Si 박막 위에 AZO 박막을 증착할 경우 빛의 흡수영역이 넓어졌다. 이러한 특성은 태양전지의 투명전극을 만들 경우 효율을 높일 수 있게 된다.

후속 열처리에 따른 SBT 캐패시터의 강유전 특성과 누설전류 특성 (Ferroelectric and Leakage current Properteis of SBT Capacitor with post-annealing Temperature)

  • 오용철;조춘남;김진사;신철기;박건호;최운식;김충혁;이준웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.668-671
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    • 2001
  • The Sr$\_$0.8/Si$\_$2.4/Ta$_2$O$\_$9/(SBT) thin films are deposited on Pt-coated electrode(Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si) using RF magnetron sputtering method. With increasing post-annealing temperature from 600[$^{\circ}C$] to 850[$^{\circ}C$], Bi-layered perovskite phase was crystallized above 650[$^{\circ}C$]. The maximum remanent polarization and the coercive electric field is 11.60[${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$], 48[kV/cm] respectively. The leakage current density of SBT capacitor at post-annealing temperature of 750[$^{\circ}C$] is 1.01${\times}$10$\^$-8/ A/$\textrm{cm}^2$ at 100[kV/cm]. The fatigue characteristics of SBT thin films did not change up to 10$\^$10/ switching cycles.

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