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초고집적 Submicron 박막금속화를 위한 Dielectric Overlayer의 Passivation 효과
The Effects of Dielectric Passivation Overlayers for Submicron Thin Film Metallizations of ULSI Semiconductor Devices

김대일    (광운대학교 전자재료공학과   ); 김진영    (광운대학교 전자재료공학과  );
  • 초록

    극소전자 디바이스의 고집적화와 더불어 박막배선의 선폭은 0.5 $\mu$ m이하까지 축소되며 초고집적 submicron 박막금속화가 진행되고 있다. 미세회로에 적용되어지는 배선재료는 인가되는 고전류밀도로 인하여 electromigration 에 의한 결함이 쉽게 발생한다는 단점이있다. 금속박막 전도체위의 dielectric overlayer는 electromigration 에 대한 passivation 효과를 보여 극소전자 디바이스의 평균수명을 향상시 킨다.본 연구에서는 박막금속화에서 dielectric overlayer의 passivation 효과를 알아보기 위하여 약 3000 $\AA$ 두께의 Al,Al-1%Si, Ag 그리고 Cu 박막배선위에 증착하여 SiO2절연보호막의 유무에 따른 박막배선 의 수명변화 및 신뢰도를 측정하였다. 박막배선에 인가된 전류밀도는 1x106 A/cm2와 1x107 A/cm2 이었다. SiO2 dielectric overlayer는 Al,Al-1%Si Ag. Cu 박막배선에서는 electromigration에 대한 보호막 혀과를 보이며 평균수명을 모두 향상시킨다. SiO2 passivation 효과는 Al, Ag, Cu 박막중 Cu 박막배선에서 가 장 크게 나타났다. SiO2 dielectric overlayer가 형성되지 않은 경우 Al 박막배선의 수명이 가장 긴 것으 로 나타났으나 SiO2 가 형성된 경우는 Cu 박막배선의 수명이 가장 길게 나타났다.


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    1. 1991 "등온 열처리시 알루미늄 다층 박막의 열적 안정성에 관한 연구" 한국표면공학회지 = Journal of the Korean institute of surface engineering 24 (4): 196~205    
    2. 1992 "Al, Ag 박막에서 Electromigration과 Ahesion에 관한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 1 (2): 286~290    
    3. 1992 "Al 박막 금속화의 신뢰성 향상에 관한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 1 (2): 291~297    
    4. 1993 "퍼멀로이 박막의 자기적 특성에 관한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 2 (4): 455~461    
    5. 1994 "Al-1%Si 박막금속배선에서 전류 크라우딩 효과 및 Electromigration" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 3 (1): 65~70    
    6. 1995 "극소전자 디바이스를 위한 박막배선재료 개선에 관한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 4 (1): 60~66    
    7. 1995 "자기저항 헤드용 Ni-Fe-Co/Cu/Ni-Fe-Co/Fe-Mn 다층박막의 자기적 성질에 관한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 4 (1): 67~76    
    8. 1995 "극미세 전자소자 박막배선의 결함방지 및 신뢰도 향상을 위한 절연보호막 효과" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 4 (2): 217~223    
    9. 1995 "극소전자 디바이스를 위한 AI-1%Si 박막배선에서의 Electromigration 특성" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 4 (3): 327~333    
    10. 1995 "절연보호막 처리된 AI-1% 박막배선의 Electromigration에 대한 길이 의존성 및 Cu 박막배선의 Electromigration 저항성 변화에 대한 연구" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 4 (4): 380~385    

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