| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 봄 (05/14 ~ 05/14, 강릉대학교) |
| 권호 | 10권 1호 |
| 발표분야 | 반도체 I (실리콘) |
| 제목 | Cu/Ti(TiN)/NiSi 전극구조 PN 접합의 전기적 특성에 관한 연구 |
| 초록 | 소스 및 드레인에 비저항이 낮은 NiSi를 사용하여 접촉전극을 형성시켰고, 그 위에 Al 대신 Cu를 전극으로 증착하여 소자에 적용하였다. 이때 Cu의 기판으로의 확산 방지와 NiSi 형성 시 계면에서 발생되는 누설전류를 낮추기 위해 Ni 단일막 보다는 Ti(TiN)/Ni 이중막을 사용하여 급속 열처리하였다. 또한 Cu를 증착하여 Cu/Ti/NiSi 전극구조로 된 소자를 furnace 열처리 전후로 전기적 특성을 측정하였고, 특히 furnace 열처리 후 Cu/Ti/NiSi와 Cu/TiN/NiSi 일 때의 역바이어스 인가 시 누설전류를 비교하였다. 그리고 분순물(BF2+) 이온주입 후 drive-in 열처리 및 NiSi 형성은 furnace 대신 RTA를 사용하였으며, 이러한 RTA 사용으로 열처리 시간의 단축과 SiO2막 성장을 낮추어 Si기판 표면을 평탄화 시키고 이로 인해 균일한 막 형성을 가능하게 하여 거친 계면에서 발생되는 누설전류를 낮출 수 있게 하였다. 또한 이온주입 후, RTA에 의해 drive-in 열처리 온도 및 시간을 달리하여 pn접합을 형성시키고 이때 접합이 전기적 특성에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 이온주입 후 RTA를 이용하여 900℃에서 30초간 drive-in 열처리 시 불순문의 활성화가 가장 효과적으로 나타났다. 그리고 이와 같은 조건으로 열처리 하였을 때 Cu/Ti(TiN)/NiSi을 전극으로 된 접합의 전기적 특성 또한 가장 우수하게 나타났다. RTA의 drive-in 열처리 조건으로 인하여 불순물의 활성화는 충분히 이루어졌으며, Cu/Ti/NiSi 전극으로 한 소자의 전기적 특성(I-V곡선)을 측정하여 관찰한 결과 높은 순방향 전류와 함께 낮은 누설전류(5×10-10A)를 나타내었다. 또한 metal mask를 적용하여 소자를 제작한 후 전기적 특성을 측정한 결과에도 pattern 크기가 500μm일 때 누설전류는 1.7×10-9A으로 낮았으며 이것으로 소자 적용의 가능성을 확인시켰다. 그러나 Cu/Ti/NiSi 전극구조로 된 소자를 400℃에서 40분간 furnace 열처리 시 Cu가 Si 기판으로 확산하게 되어 누설전류는 9×10-6A으로 증가하였다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Ti막 보다는 Cu확산 방지막으로 사용되는 TiN막을 DC sputter로 증착하여 Cu/TiN/NiSi 소자를 동일한 조건에서 furnace로 열처리를 하였을 때, 그 결과 누설전류는 2×10-9A으로 다시 낮아지게 되었다. 최종적으로 Cu/Ti/NiSi 전극구조로 된 접합 다이오드를 구현했을 때 furnace 열처리 후에도 MOSFET 소자에서의 소스 및 드레인에 적용이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. |
| 저자 | 유정주1, 이근우2, 배규식1 |
| 소속 | 1수원대, 2한양대 |
| 키워드 | NiSi; 누설전류; RTA; pn접합; I-V곡선 |
