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학위논문 상세정보

초고집적 회로를 위한 TiN 위에 증착된 Cu 박막에 관한 연구 원문보기
Study on Copper thin films deposited onto Titanium Nitride layer for Ultra-large Scale Integration

  • 저자

    김민철

  • 학위수여기관

    선문대학교 대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    전자공학과 전자공학전공

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    vii, 56p.

  • 키워드

    초고집적회로 TiN Cu박막;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10067200&outLink=K  

  • 초록

    최근 가전의 소형화와 다기능화로 인하여 반도체 소자의 구조는 고집적화를 위한 최대한의 집약 구조로 발전하고 있다. 이에 현재의 기술로는 많은 난관에 부딪치고 있음에 따라, 그 중 현재 사용되고 있는 Al 배선을 대체하고, ULSI에 적용하기 위해 Cu의 전기적 특성과 TiN의 확산 방지막으로의 특성에 대해 연구하게 되었다. 먼서 SiO_(2)/Si에 FM-CVD 기법을 이용하여 증착 조건에 따라 3종류(Normal, FM-100, FM-300)의 TiN 박막을 만들었으며, 그 후 Cu 박막을 Sputtering 방법으로 증착하여 Cu/TiN/SiO_(2)/Si 구조의 샘플을 만들었다. 이 샘플을 가지고 열처리 장비인 RTP로 400℃, 500℃, 600℃에서 각각 열처리 한 후 Cu의 확산방지막으로써 TiN의 특성을 분석하였으며, 분석은 ADP(Auger Depth profile), C-V measurement, XRD(X-ray Diffraction)를 이용하여 분석 하였다. 또한 Cu의 막질 및 면저항을 알아보기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning electron microscopy), 4-Point Probe를 이용하여 조사 하였다. 실험 결과 열처리 온도에 따라 Cu 박막의 저항 감소와 grain의 크기의 증가를 관찰 할 수 있었으며. TiN 박막은 생성시에 Ar의 purge 방법에 따라 확산 방지막으로의 특성이 좋아지는 것을 관찰 할 수 있었다,


    With the development of integrated circuit technology, the requirement to increase the device density needs an improvement of metallization properties. Copper (Cu) is known to be better metallization material compared to the conventional aluminum (Al), because of its superior electrical properties including a lower bulk electrical resistivity and higher electromigration. However, the copper has high diffusivity into dielectric materials and silicon substrate. Therefore, the application of the copper interconnection requires a diffusion barrier to prevent interdiffusion between Cu and SiO_(2)/Si. A titanium nitride (TiN) film has been widely studied because it is a strong candidate for a diffusion barrier material to Cu in the integrated circuits due to its high applying capability to the conventional fabrication process. To meet the situation of fast development of process technology, we deposit Cu thin layers on top of the TiN films prepared by newly developed flow modulation chemical vapor deposition (FMCVD) technology. The FMCVD technology has provided a low temperature process with sufficient quality such as good step coverage, low resistivity and low residual Cl concentration ( 2 at.%). Electrical properties of the Cu films has been studied to get the optimal deposition technology for the lowest resistivity of Cu. Also, the diffusion barrier property of the TiN layer to Cu has been studied depending on the preparation conditions.


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