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W-TiN 복층 전극 소자에서 TiN 박막 형성 조건에 따른 특성 분석
Characteristics of W-TiN Gate Electrode Depending on the Formation of TiN Thin Film

윤선필   (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부UU0000759  ); 노관종   (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부UU0000759  ); 양성우   (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부UU0000759  ); 노용한   (성균관대학교 재료공학과UU0000759  ); 김기수   (성균관대학교 재료공학과UU0000759  ); 장영철   (성균관대학교 재료공학과UU0000759  ); 이내응   (성균관대학교 재료공학과UU0000759  );
  • 초록

    TiN을 불소의 확산 방지막으로 사용한 W-TiN 복층 게이트 소자의 물리적.전기적 특성 변화를 살펴보았다. TiN 스퍼터링 증착시 $N_2$ /Ar 가스 비율이 증가할수록 TiN 박막은 N-과다막이 되어 비저항이 증가하였으나, W-TiN복층 구조에서는 $N_2$ /Ar가스 비율이 증가할수록 상부 텅스텐 박막의 결정화가 증가하여 비저항이 감소하였다. 한편, 같은 $N_2$ /Ar 비율의 경우, TiN 박막 열처리 온도 변화(600~ $800^{\circ}C$ )에 무관하게 W(110) 방향으로 우선 배향된 결정 구조를 보였다. 누설 전류 특성은 TiN증착시 $N_2$ /Ar 비율 변화에 무관하게 우수하였으며, TiN을 확산 방지막으로 사용함으로서 순수 텅스텐 전극만을 적용시 나타나는 초기 저전계 누설 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.


    We have characterized physical and electrical properties of W-TiN stacked gate electrode structure with TiN as a diffusion barrier of fluorine. As the $N_2/Ar$ gas ratio increased during sputter deposition, TiN thin films became N-rich, and the resistivity of the films increased. However, the resistivity of W-TiN stacked gate reduced as a result of the crystallization of tungsten with the increase of $N_2/Ar$ gas ratio. On the other hand, tungsten in W-TiN stacked gate structure have the (100)-oriented crystalline structure although TiN films were subjected to annealing at high temperature (600~ $800^{\circ}C$ ). Leakage currents of W-TiN gate MOS capacitors were less than $10^{-7}\textrm{/Acm}^2$ and also were lowered by the order of 2 compared with those of pure W gate electrode.


  • 참고문헌 (13)

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 저자의 다른 논문

  • 윤선필 (2)

    1. 2000 "LPCVD로 증착한 텅스텐 박막의 증착 조건 제어에 의한 접착성 및 저항 특성 향상" 韓國眞空學會誌 = Journal of the Korean Vacuum Society 9 (4): 321~327    
    2. 2001 "텅스텐 실리사이드를 차세대 게이트 전극으로 이용한 MOS 소자의 특성 분석" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체 38 (7): 513~519    
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  • 양성우 (1)

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