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W-B-C-N 확산방지막의 특성 및 열적 안정성 연구
Diffusion and Thermal Stability Characteristics of W-B-C-N Thin Film

김상윤   (국민대학교 나노전자물리학과UU0000250  ); 김수인   (국민대학교 나노전자물리학과UU0000250  ); 이창우   (국민대학교 나노전자물리학과UU0000250  );
  • 초록

    텅스턴-보론-카본질소 화합물 박막(W-B-C-N)을 만들기 위하여 박막내에 보론과 카본 그리고 질소의 불순물을 주입한 다음 결정구조를 조사하였으며, 이러한 박막의 식각 특성을 조사하기 위하여 고온에서 열처리한 다음 Cu박막을 W-B-C-N 박막위에 증착한 다음에 열처리하였고 여기에서 열적인 특성을 조사하였다. $1000\;{\AA}$ 의 박막을 RF magnetron sputtering방법을 이용하여 증착한 후에 박막의 전기적구조적인 특성을 측정하였으며, scratch test를 통해 박막의 결합력을 측정하였고, XRD측정을 통하여 결정성을 조사하였으며, 열처리한 후 etching을 하여 nomarski 현미경을 통하여 확산방지막의 안정성을 조사하였다. 이로부터 확산방지막내의 보론과 카본 질소 등의 불순물이 들어감에 따라 Cu가 Si 속으로 얼마나 들어가는가를 효과적으로 조사하였다. W-B-C-N 확산방지막의 역할은 $850^{\circ}C$ 까지 고온 열처리를 하는 경우에 Cu 원자가 Si 속으로 확산되어 나가는 것을 효과적으로 방지하는 것을 알 수 있었다. 텅스텐-보론-카본질소 화합물 박막의 비저항은 질소 가스의 유량비를 조절함으로써 쉽게 조절할 수 있었으며, 텅스텐-보론-카본-질소 화합물 박막은 Cu 확산방지막으로 적용했을 때 적절한 질소 농도가 들어간 확산방지막에서는 효과적으로 Cu의 확산을 방지하는 것을 알 수 있었다.


    In case of contacts between semiconductor and metal in semiconductor circuits, they become unstable because of thermal budget. To prevent these problems, we use diffusion barrier that has a good thermal stability between metal and semiconductor. So we consider the diffusion barrier to prevent the increase of contact resistance between the interfaces of metals and semiconductors, and the increase of resistance and the reaction between the interfaces. In this paper we deposited tungsten boron carbon nitride (W-B-C-N) thin film on silicon substrate. The impurities of the $1000\;{\AA}-thick$ W-B-C-N thin films provide stuffing effect for preventing the inter-diffusion between metal thin films $(Cu-2000\;{\AA})$ and silicon during the high temperature $(700\~1000^{\circ}C)$ annealing process.


  • 주제어

    W-B-C-N thin film .   diffusion barrier.  

  • 참고문헌 (8)

    1. C. C. Baker, J. Vac. Sci. Technol. A20, 5 (2002) 
    2. C. W. Lee, J. Korean. Phys. Soc. 37, 324 (2000) 
    3. A. D. Feinerrnan, J. Electrochem. Soc. 137, 3683 (1990) 
    4. Y. T. Kim, C. W. Lee, and S.-K. Min, Appl. Phys. Lett. 61(5), 537 (1991) 
    5. C. Weaver, Adhesion of thin films, J. Vac. Sci. Technol. 12, 18 (1975) 
    6. Y. T. Kim and C. W. Lee, Jpn. J. Appl. Phys. 32(128), 6126 (1993) 
    7. D. S. Williams and S. P. Murarka, J. Vac. Sci. Technol. B 5, 1723 (1987) 
    8. Y. T. Kim and C. W. Lee, Phil. Mag. B74, 293 (1996) 

 저자의 다른 논문

  • 김상윤 (3)

    1. 2006 "MoN 하지층을 이용한 스핀밸브의 자기저항 특성" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 16 (5): 240~244    
    2. 2007 "Top형 스핀밸브구조에서 반강자성체 두께 변화에 따른 자기적 특성 연구" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 17 (1): 22~25    
    3. 2007 "Top형 스핀밸브 구조의 Si 기판에서의 하지층 두께에 따른 자기저항 특성 연구" 韓國磁氣學會誌 = Journal of the Korean Magnetics Society 17 (2): 95~98    
  • 김수인 (18)

  • 이창우 (32)

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