성장 온도에 따른 원자층 증착법으로 증착된 SiO2 박막의 특성 (Properties of SiO2 Thin Films Deposited by Atomic Layer Deposition in relation to Growth Temperature)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 73권 / 1호 / 23 ~ 28페이지
· 저자명 : 박건, 김인서, 선호정, 이용제, 이기문, 양정엽

초록

산화물 박막트랜지스터의 게이트 절연막 응용을 위하여 diisoprophyla minosilane (DIPAS)와 O3 reactant를 이용하여 SiO2 저온 원자층증착 (atomic layer deposition, ALD) 공정에 대한 연구를 수행하였다. DIPAS의 잘 알려진 ALD 공정 온도인 250 °C 보다 낮은 150 °C, 100 °C 온도로 증착한 후 ellipsometer를 이용하여 growth/cycle (GPC) 특성과 박막의 두께 균일도를 관찰하였고, SiO2 박막의 전기적인 특성을 측정하여 equivalent oxide thickness, 절연 파괴 강도를 계산하였다. 또한 X-ray photoemission spectroscopy로 박막 내 조성비와 불순물을 조사하였다. 그 결과 250 °C 및 150 °C 박막에서는 높은 GPC와 1 %이하의 막내 두께 균일도를 보였으나 100 °C에서 증착 된 박막은 낮은 GPC 및 2.5%의 상대적으로 나쁜 균일도를 보였다. 또한 100 °C에서 증착 된 SiO2박막은 전기적 특성이 상당히 저하되는 것을 알 수 있었으며, XPS 분석 결과 non-stoichiometry한 SiO2 박막 형성이 원인인 것을 확인하였다.

영어초록

We investigated the atomic layer deposition (ALD) of SiO2 thin film depending on growth temperature using diisopropylaminosilane (DIPAS) and O3 reactant for the gate insulator of oxide thin film transistor. The properties of the SiO2 thin films in relation to growth temperature were also analyzed. The process was performed at 150 °C and 100 °C, which are lower than the well-known ALD temperature of DIPAS (250 °C). Growth/cycle (GPC) and thin film uniformity were observed by ellipsometry, and the electrical properties of the SiO2 thin film were evaluated to calculate the equivalent oxide thickness and dielectric breakdown strength. In addition, the composition ratio and impurities in the film were investigated using X-ray photoemission spectroscopy. Results showed that the SiO2 thin film deposited at 250 °C and 150 °C exhibited high GPC and thickness uniformity of less than 1%. Meanwhile, the SiO2 thin film deposited at 100 °C presented low GPC and relatively poor thickness uniformity of about 2.5%. In addition, the electrical properties of the SiO2 thin film deposited at 100 °C significantly deteriorated due to the formation of non-stoichiometry SiO2 thin film.

참고자료

· 없음