| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 반도체I(실리콘) |
| 제목 | 원자층 증착 방법에 의한 실리콘 질화막 특성에 관한 연구 |
| 초록 | 반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 차세대 반도체 및 디스플레이 소자에 적용되는 질화막은 낮은 증착 온도에서도 정확한 두께제어와 우수한 물리적 전기적 특성을 갖는 나노 단위의 박막 증착 기술이 절실히 요구되고 있다. 원자층 증착(ALD, Atomic Layer Deposition)기술은 기판표면에서 self-limiting reaction을 통해 매우 얇은 박막을 형성할 수 있고, 두께 및 조성 제어를 정확히 할 수 있으므로, 매우 얇은 두께에서 균일한 물리적 · 전기적 특성이 요구되는 초미세 반도체 공정에 적합하다. 본 연구에서는 우수한 특성의 실리콘 질화막을 형성하기위해 Si 원료물질로 SiCl2H2, N 원료물질로 NH3 를 사용하여 원자층 증착 방법으로 실리콘 질화막을 형성하고 증착된 박막의 특성을 분석하였다. 예비 증착실험을 통해 반응관 온도가 600℃이상에서 SiCl2H2가 열분해되어 반응관 내부에 붉은색의 실리콘 박막이 성장함을 관찰하고, 450℃~550℃의 증착온도에서 원료물질의 공급량과 cycle 수 변화에 따른 증착 특성을 관찰하였다. 450℃의 증착온도에서는 원료물질의 공급량을 증가시킴에도 불구하고 증착속도가 약 0.05nm/cycle로 포화되었으나, 500℃ 이상의 증착온도에서는 온도 및 반응물질의 공급량이 증가할수록 증착속도가 매우 큰 폭으로 변하였다. 증착된 박막의 물리적 특성을 평가하기 위해 ellipsometer, AFM, XPS 분석을 이용하여 박막의 두께 및 굴절률, 표면 거칠기, 성분분석, 습식각률을 관찰하였으며, 전기적 특성은 thermal evaporation 방법으로 실리콘 질화막 위에 전극을 형성하여 MOS 구조를 만들고 H2(3%)Ar 혼합기체 내에서 열처리한 후 누설전류 밀도 및 절연파괴 강도를 관찰하였다. |
| 저자 | 천민호1, 한창희1, 김운중2, 이원준2, 이연승1, 나사균1 |
| 소속 | 1한밭대, 2세종대 |
| 키워드 | 원자층 증착 방법; Atomic Layer Deposition; ALD; 질화막; 물리적특성; 전기적특성 |
