[기초공학실험]Cu film의 전기적 특성 분석 실험

소개

"[기초공학실험]Cu film의 전기적 특성 분석 실험"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
가. plasma
나. 4 point probe
다. RC delay
라. Sputter
마. SEM

3. 실험 방법
가. 실험 과정

4. 실험 결과
가. 결과 분석

5. 토의 사항
가. 실험 고찰

본문내용

1. 실험 목적
전자제품(반도체, display)에 전기배선 재료로 사용되는 Al이 있다. 하지만 최근의 경향이 고집적화, 대면적화로 진행됨에 따라서 대체 재료로 Cu이 각광을 받고 여러 방면에서 연구를 진행하고 있다. Cu bulk의 비저항은 1.67μΩ-cm로서 Al bulk(2.7μΩ-cm)에 비해 매우 낮다. 이러한 특성으로 인하여 RC delay로 인한 신호의 지연으로 응답속도의 차이를 극복하는데 이용할 수 있는 좋은 재료이다. 하지만 이러한 Cu 박막의 전기적 특성에 영향을 미치는 인자들에 대한 실험을 진행하고자 한다.
1) Cu 전기적 성질 : 비저항, 접촉저항
2) 증착방법 : PVD(sputtering) CVD(thermal CVD, PECVD)
3) 비저항, contact 저항에 영향을 미치는 인자 : 입자크기, 표면거칠기, texture, 두께
① sputtering 증착
② 열처리(수평 관상로)
③ 구리 박막의 비저항 변화(four-point probe)
③ 입자크기(XRD) 및 texture(FESEM) 조사

2. 실험 이론 및 원리
가. plasma
고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체상태로서 전하분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양의 전하수가 같아서 중성을 띠는 기체이다. 플라즈마 안은 동수의 양(+)과 음(-)에 전위를 갖는 소립자(전자, 이온 등)를 포함한 부분적으로 이온화 된 가스를 말한다. 즉, (-)전위를 갖는 전자,(+)전위를 갖는 이온, 아직은 이온화되지 않은 자연상태의 분자로 구성되어 있다.

그러한 이유로 전체적으로는 중성이지만 이온과 전자가 충분히 존재하여 전류의 흐름이 생기고, 이러한 active 전자와 이온의 존재로 인하여 다른 물질을 여기 시키는 촉매작용을 할 수 있다. 또한, Plasma에 자장을 인가 시 전자와 이온은 자장의 방향과 직각으로 원운동을 한다. 이 성질을 이용 시 Plasma density를 조절할 수 있다.

참고자료

· Copper-Fundamental Mechanisms for Microelectronic Applications - Shyam P. Murarka, Igor V. Verner, Ronald K. Gutmann
· 고체전자공학(2001) - STREETMAN 저, 곽계달, 김성준, 전국진 역
· Elements of X-Ray Diffraction - B.D. Cullity, S.R. Stock, 고태경 역
· ULSI Semiconductor Technology Atlas - Chih-Hang Tung, George T.T. Sheng, Chih-Yuan Lu
· 박막공학, 이문희, 두양사, 2009
· 결정성장학, 김현구, 대웅, 1998