KR100343144B1 - Thin film formation method using atomic layer deposition - Google Patents

Thin film formation method using atomic layer deposition Download PDF

Info

Publication number
KR100343144B1
KR100343144B1 KR1020000053415A KR20000053415A KR100343144B1 KR 100343144 B1 KR100343144 B1 KR 100343144B1 KR 1020000053415 A KR1020000053415 A KR 1020000053415A KR 20000053415 A KR20000053415 A KR 20000053415A KR 100343144 B1 KR100343144 B1 KR 100343144B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactant
thin film
atomic layer
reaction chamber
substrate
Prior art date
Application number
KR1020000053415A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010039874A (en
Inventor
김영관
박영욱
임재순
최성제
이상인
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to DE2000149257 priority Critical patent/DE10049257B4/en
Priority to TW089120770A priority patent/TW515032B/en
Priority to JP2000307849A priority patent/JP4700181B2/en
Priority to GB0024571A priority patent/GB2355727B/en
Priority to CNB001318934A priority patent/CN1234909C/en
Priority to US09/679,559 priority patent/US6576053B1/en
Publication of KR20010039874A publication Critical patent/KR20010039874A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100343144B1 publication Critical patent/KR100343144B1/en
Priority to JP2008068427A priority patent/JP4823260B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45553Atomic layer deposition [ALD] characterized by the use of precursors specially adapted for ALD
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/06Aluminium compounds
    • C07F5/061Aluminium compounds with C-aluminium linkage
    • C07F5/062Al linked exclusively to C
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/403Oxides of aluminium, magnesium or beryllium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법은 기판을 포함하는 반응 챔버에 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물 주입, 퍼지, 제2 반응물 주입 및 퍼지의 사이클로 기판 상에 박막을 형성한다. 이때, 제2 반응물을 상기 박막을 이루는 원소와의 결합 에너지가 상기 리간드보다 큰 물질을 이용하여 상기 박막을 이루는 원소와 제2 반응물의 화학반응에 의하여 박막을 형성함과 동시에 부반응물의 생성을 방지한다. 또는, 상기 제2 반응물을 수산화기가 없는 물질을 이용하고, 상기 제2 반응물의 퍼지 후에 수산화기가 있는 제3 반응물을 다시 반응시킴으로써 박막 내에 수산화기의 부산물의 생성을 억제한다. 또는, 제2 반응물 퍼지 후에 불순물 제거 및 화학양론 향상용 제3 반응물을 주입 및 퍼지한다. 이렇게 함으로써, 본 발명은 박막 내에 불순물이 함유되지 않고 화학양론이 우수한 박막을 얻을 수 있다.The thin film formation method using the atomic layer deposition method of the present invention forms a thin film on the substrate in the cycle of the first reactant injection, purge, the second reactant injection and purge containing the element and ligand constituting the thin film in the reaction chamber containing the substrate . At this time, the bond energy of the second reactant with the element forming the thin film is formed by the chemical reaction of the element forming the thin film and the second reactant using a material larger than the ligand, and at the same time prevents the formation of side reactions. do. Alternatively, the second reactant may be formed using a material without a hydroxyl group, and the third reactant having a hydroxyl group may be reacted again after purging the second reactant to suppress the generation of byproducts of the hydroxyl group in the thin film. Alternatively, after the second reactant purge, a third reactant for removing impurities and improving stoichiometry is injected and purged. By doing in this way, this invention can obtain the thin film which is excellent in stoichiometry without containing an impurity in a thin film.

Description

원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법{Thin film formation method using atomic layer deposition}Thin film formation method using atomic layer deposition

본 발명은 박막 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD)을 이용한 박막 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film formation method, and more particularly, to a thin film formation method using atomic layer deposition (ALD).

일반적으로, 박막(thin film)은 반도체 소자의 유전막(dielectrics), 액정표시소자(liquid-crystal display)의 투명한 도전체(transparent conductor) 및 전자 발광 박막 표시 소자(electroluminescent thin film display)의 보호층(protectivelayer) 등으로 다양하게 사용된다. 상기 박막은 졸겔법(sol-gel), 스퍼터링법(sputtering), 전기도금법(electro-plating), 증기법(evaporation method), 화학기상증착법(chemical vapor deposition), ALD법 등에 의하여 형성된다.In general, a thin film is a dielectric layer of a semiconductor device, a transparent conductor of a liquid-crystal display, and a protective layer of an electroluminescent thin film display. protective layer) and the like. The thin film is formed by sol-gel, sputtering, electro-plating, evaporation, chemical vapor deposition, ALD, or the like.

이중에서, ALD법은 화학기상증착법에 비하여 우수한 단차 피복성을 얻을 수 있고 저온 공정이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 상기 ALD법은 열분해(pyrolysis)가 아닌 각 반응물의 주기적 공급을 통한 화학적 치환(chemical exchange)으로 반응물(reactant)을 분해하여 박막을 형성하는 방법이다. 여기서, 종래의 원자층 증착법을 이용하여 반도체 소자의 유전막으로 이용할 수 있는 알루미늄 산화막의 형성 방법을 자세히 설명한다.Among them, the ALD method has an advantage that it is possible to obtain an excellent step coverage and a low temperature process compared to the chemical vapor deposition method. The ALD method is a method of forming a thin film by decomposing reactants by chemical exchange through periodic supply of each reactant rather than pyrolysis. Here, the formation method of the aluminum oxide film which can be used as a dielectric film of a semiconductor element using the conventional atomic layer deposition method is demonstrated in detail.

도 1은 종래의 원자층 증착법을 이용한 알루미늄 산화막의 형성 과정을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고, 도 2a 내지 도 2d는 도 1의 알루미뮴 산화막의 형성시 반응 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of forming an aluminum oxide film using a conventional atomic layer deposition method, and FIGS. 2A to 2D are views illustrating a reaction mechanism when forming an aluminum oxide film of FIG. 1.

구체적으로, 기판(S)이 로딩된 반응 챔버(도시 안됨)에 제1 반응물(A), 즉 박막을 이루는 알루미늄(a1)과 메틸 리간드(a2)로 구성된 트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3, "TMA")을 주입한다(스텝 1). 이어서, 물리 결합을 하고 있는 제1 반응물(A)을 불활성 가스의 퍼징(퍼지)에 의하여 제거한다(스텝 3). 이렇게 되면, 도 2a에 도시한 바와 같이 기판(S) 상에 제1 반응물(A)이 화학흡착된다.Specifically, trimethyl aluminum (Al (CH 3 )) composed of a first reactant (A), that is, a thin film of aluminum (a 1 ) and a methyl ligand (a 2 ) in a reaction chamber (not shown) loaded with the substrate S. 3 , "TMA") is injected (step 1). Subsequently, the first reactant A that is in physical bonding is removed by purging (purging) the inert gas (step 3). In this case, as illustrated in FIG. 2A, the first reactant A is chemisorbed onto the substrate S. As shown in FIG.

이어서, 제1 반응물(A)이 화학흡착된 반응 챔버에 제2 반응물(B), 즉 박막을이루는 산소(b1)와 수소 라디칼(b2)로 구성된 수증기(H2O)를 주입한다(스텝 5). 이렇게 되면, 도 2b에 도시한 바와 같이 제2 반응물(B)은 제1 반응물(A)에 화학적으로 흡착된다.Subsequently, the second reactant (B), that is, the first reactant (A) is injected with a second reactant (B), that is, water vapor (H 2 O) composed of oxygen (b 1 ) and hydrogen radicals (b 2 ) forming a thin film ( Step 5). In this case, as shown in FIG. 2B, the second reactant (B) is chemically adsorbed to the first reactant (A).

여기서, 상기 화학흡착된 제2 반응물(B)의 수소 라디칼(b2)은 도 2c에 도시한 바와 같이 제1 반응물(A)의 메틸 리간드(a2)로 이동하여 제1 반응물(A)에서 메틸 리간드가 분리된다. 그러면, 하기 화학식 1 및 도 2d에 보는 바와 같이 상기 이동된 제2 반응물(B)의 수소 라디칼(b2)은 분리된 제1 반응물(A)의 메틸 리간드(a2)와 반응하여 CH4로 이루어진 휘발성의 기상물질(D)을 형성한다. 그리고, 기판(S) 상에는 제1 반응물(A)의 알루미늄(a1)과 제2 반응물(B)의 산소(b1)의 반응에 의하여 알루미늄 산화막(C)이 형성된다.Here, the hydrogen radical (b 2 ) of the chemisorbed second reactant (B) is transferred to the methyl ligand (a 2 ) of the first reactant (A) as shown in FIG. The methyl ligand is isolated. Then, the hydrogen radical (b 2 ) of the transferred second reactant (B) reacts with the methyl ligand (a 2 ) of the separated first reactant (A) to CH 4 , as shown in Formula 1 and FIG. 2D. To form a volatile gaseous substance (D). The aluminum oxide film C is formed on the substrate S by the reaction of aluminum a 1 of the first reactant A and oxygen b 1 of the second reactant B.

2Al(CH3)3+ 3H2O → Al2O3+ 6CH4 2Al (CH 3 ) 3 + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 6CH 4

다음에, 상기 CH4로 이루어진 휘발성의 기상물질(D)과 미반응된 수증기는 불활성 가스의 퍼징(퍼지)에 의하여 제거한다(스텝 7). 이어서, 상기 형성된 알루미늄 산화막의 두께가 적정 두께인지를 확인하고(스텝 9), 필요에 따라 스텝 1에서 스텝 7의 단계를 사이클적으로 반복한다.Next, the volatile gaseous substance (D) made up of CH 4 and unreacted water vapor are removed by purging (purging) the inert gas (step 7). Subsequently, it is confirmed whether or not the thickness of the formed aluminum oxide film is an appropriate thickness (step 9), and the steps 1 to 7 are repeatedly cycled as necessary.

그런데, 종래의 ALD법은 수소 라디칼(b2)의 이동에 의하여 메틸 리간드(a2)가제거되므로 후술하는 화학식 2에 설명된 바와 같이 수소 라디칼(b2)의 이동에 따라 잔존하게 되는 OH 라디칼에 의하여 부반응이 발생한다,However, conventional ALD method is OH radicals to the residual according to the movement of the hydrogen radicals (b 2), as described in the formula (2) to be described later, so-methyl-ligand (a 2) is removed by the movement of the hydrogen radicals (b 2) Side reactions occur,

Al(CH3)3+ 3H2O → Al(OH)3+ 3CH4 Al (CH 3 ) 3 + 3H 2 O → Al (OH) 3 + 3CH 4

이렇게 부반응이 발생할 경우 알루미늄 산화막(C)내에 원하지 않는 불순물, 예컨대 Al(OH)3이 포함된다. 이렇게 Al(OH)3과 같은 불순물이 포함되면 원하는 박막 특성을 얻을 수 없게 된다. 특히, Al(OH)3이 포함된 상기 알루미늄 산화막을 반도체 소자의 유전막에 적용할 경우 전자의 트랩 사이트(trap site)나 전류 리키지 사이트(current leakage site)로 작용하여 유전막의 성질을 저하시키게 된다.When this side reaction occurs, unwanted impurities such as Al (OH) 3 are contained in the aluminum oxide film (C). When impurities such as Al (OH) 3 are included in this way, desired thin film properties cannot be obtained. In particular, when the aluminum oxide film including Al (OH) 3 is applied to the dielectric film of the semiconductor device, the aluminum oxide film acts as a trap site or a current leakage site of electrons, thereby degrading the property of the dielectric film. .

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 원자층 증착법을 이용할 때 원하지 않는 불순물의 형성을 억제하여 우수한 화학양론적인 박막을 얻을 수 있는 박막 형성 방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a thin film formation method that can obtain an excellent stoichiometric thin film by suppressing the formation of unwanted impurities when using the atomic layer deposition method.

도 1은 종래의 원자층 증착법을 이용한 알루미늄 산화막의 형성 과정을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고,1 is a flowchart illustrating a process of forming an aluminum oxide film using a conventional atomic layer deposition method,

도 2a 내지 도 2d는 도 1의 알루미뮴 산화막의 형성시 반응 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면들이고,2A to 2D are views for explaining a reaction mechanism in forming the aluminium oxide film of FIG.

도 3은 본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성방법에 이용된 원자층 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이고,3 is a schematic diagram illustrating an atomic layer thin film forming apparatus used in the method for forming a thin film using the atomic layer deposition method of the present invention.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법의 반응 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면들이고,4A to 4D are diagrams for explaining the reaction mechanism of the thin film forming method using the atomic layer deposition method according to the first embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 알루미늄 산화막의 형성 과정을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고,5 is a flowchart illustrating a process of forming an aluminum oxide film according to a first embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d는 도 5의 원자층 증착법을 이용하여 알루미늄 산화막을 형성할 때의 반응 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면들이고,6A to 6D are diagrams for explaining a reaction mechanism when forming an aluminum oxide film using the atomic layer deposition method of FIG. 5,

도 7 및 도 8은 각각 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 알루미늄 산화막을 형성할 때의 RGA 데이터를 도시한 그래프이고,7 and 8 are graphs showing RGA data when forming an aluminum oxide film according to the prior art and the first embodiment of the present invention, respectively.

도 9는 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 따라 알루미늄 산화막을 형성할 때 사이클 수에 따른 알루미늄 산화막의 두께를 도시한 그래프이고,9 is a graph showing the thickness of the aluminum oxide film according to the number of cycles when forming the aluminum oxide film according to the prior art and the first embodiment of the present invention,

도 10은 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 온도에 따른 스트레스 이력을 도시한 그래프이고,10 is a graph showing the stress history according to the temperature of the aluminum oxide film formed by the conventional embodiment and the first embodiment of the present invention,

도 11은 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 후어닐링 조건에 따른 두께 수축률을 도시한 그래프이고,FIG. 11 is a graph showing thickness shrinkage ratios according to post annealing conditions of aluminum oxide films formed according to the first embodiment of the present invention.

도 12 및 도 13은 각각 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 파장에 따른 흡수 상수 및 굴절률을 도시한 그래프이고,12 and 13 are graphs showing absorption constants and refractive indices according to wavelengths of aluminum oxide films formed by conventional and first embodiments of the present invention, respectively.

도 14는 각각 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 후 어닐링 온도 및 분위기 가스에 따른 습식 식각 속도(wet etch rate)를 도시한 그래프이고,FIG. 14 is a graph showing wet etch rates according to post annealing temperatures and atmospheric gases of aluminum oxide films formed by conventional and first exemplary embodiments, respectively.

도 15는 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 반도체 소자의 커패시터 구조를 도시한 단면도이고,15 is a cross-sectional view showing a capacitor structure of a semiconductor device employing a dielectric film formed according to the first embodiment of the present invention,

도 16은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 반도체 소자의 트랜지스터 구조를 도시한 단면도이고,16 is a cross-sectional view showing a transistor structure of a semiconductor device employing a dielectric film formed according to the first embodiment of the present invention,

도 17은 종래의 커패시터 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 SIS 커패시터의 인가전압에 따른 누설전류 특성을 설명하기 위하여 도시한 그래프이고,FIG. 17 is a graph illustrating a leakage current characteristic according to an applied voltage of a conventional capacitor and a SIS capacitor employing a dielectric film formed according to a first embodiment of the present invention.

도 18은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 SIS 커패시터의 등가 산화막에 따른 이륙 전압을 도시한 그래프이고,FIG. 18 is a graph illustrating a takeoff voltage according to an equivalent oxide film of a SIS capacitor employing a dielectric film formed according to a first embodiment of the present invention.

도 19는 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 MIS 커패시터의 인가전압에 따른 누설 전류 특성을 도시한 그래프이고,19 is a graph illustrating leakage current characteristics according to an applied voltage of a MIS capacitor employing a dielectric film formed according to a first embodiment of the present invention.

도 20은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 MIS 커패시터와 종래의 커패시터의 누설 전류 특성을 비교한 그래프이고,20 is a graph comparing leakage current characteristics of a MIS capacitor employing a dielectric film formed by a first embodiment of the present invention and a conventional capacitor,

도 21a 및 도 21b는 각각 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 의한 알루미늄 산화막을 MIM 커패시터의 캡핑막으로 채용할 경우의 인가전압에 따른 누설전류특성을 도시한 그래프이고,21A and 21B are graphs illustrating leakage current characteristics according to an applied voltage when the aluminum oxide film according to the first embodiment of the present invention and the first embodiment of the present invention are used as a capping film of a MIM capacitor, respectively.

도 22는 본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법의 제2 실시예를 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고,22 is a flowchart illustrating a second embodiment of a thin film forming method using the atomic layer deposition method of the present invention.

도 23a 내지 도 23d는 본 발명의 제2 실시예의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 따라 알루미늄 산화막을 형성할 때 기판 상에 흡착되는 반응물의 결합 관계를 설명하기 위하여 도시한 도면들이고,23A to 23D are diagrams for explaining a coupling relationship of reactants adsorbed on a substrate when forming an aluminum oxide film according to the thin film formation method using the atomic layer deposition method of the second embodiment of the present invention.

도 24는 종래의 원자층 증착법에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 엑스피에스(XPS: x-ray photoelectron spectroscopy) 그래프이고,24 is an x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) graph of an aluminum oxide film formed by a conventional atomic layer deposition method,

도 25a 및 도 25b는 각각 종래 방법 및 본 발명의 제2 실시예에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 누설전류 특성을 도시한 그래프이고,25A and 25B are graphs showing leakage current characteristics of aluminum oxide films manufactured by the conventional method and the second embodiment of the present invention, respectively.

도 26은 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고,26 is a flowchart illustrating a thin film formation method using the atomic layer deposition method according to the third embodiment of the present invention,

도 27은 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성시 반응물의 공급을 도시한 타이밍 다이아그램이고,FIG. 27 is a timing diagram showing a supply of a reactant in forming a thin film using the atomic layer deposition method according to the third embodiment of the present invention.

도 28은 본 발명의 제3 실시예의 원자층 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 사이클당 두께를 도시한 그래프이고,28 is a graph showing the thickness per cycle of an aluminum oxide film manufactured by the method for forming an atomic layer thin film of the third embodiment of the present invention,

도 29는 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 기판내 균일도를 설명하기 위하여 도시한 그래프이고,29 is a graph illustrating the uniformity in the substrate of the aluminum oxide film manufactured by the method for forming an atomic layer thin film according to the third embodiment of the present invention,

도 30a 및 도 30b는 각각 엑스피에스(XPS: x-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 종래 기술 및 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 알루미늄 피크를 분석한 그래프이고,30A and 30B illustrate an aluminum peak of an aluminum oxide film prepared by the method of forming an atomic layer thin film according to the prior art and the third embodiment of the present invention using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. It's a graph,

도 31a 및 도 31b는 각각 엑스피에스를 이용하여 종래 기술 및 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 탄소 피크를 분석한 그래프이고,31A and 31B are graphs of carbon peaks of aluminum oxide films prepared by a thin film forming method using the atomic layer deposition method according to the prior art and the third embodiment of the present invention, respectively, using XP;

도 32는 본 발명의 제4 실시예에 의한 원자층 박막 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.32 is a flowchart illustrating a method of forming an atomic layer thin film according to a fourth embodiment of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법은 기판을 포함하는 반응 챔버에 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물을 주입하여 상기 기판 상에 제1 반응물을 화학흡착시킨다. 이어서, 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제1 반응물을 제거한다. 계속하여, 상기 반응 챔버에 상기 박막을 이루는 원소와의 결합 에너지가 상기 리간드보다 큰 제2 반응물을 주입하여 상기 박막을 이루는 원소와 제2 반응물의 화학반응에 의하여 원자층 단위의 박막을 형성함과 동시에 부반응물의 생성 없이 상기 리간드를 제거한다.In order to achieve the above technical problem, a thin film formation method using an atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention is injected into the reaction chamber including a substrate by injecting a first reactant containing an element and a ligand forming a thin film on the substrate The first reactant is chemisorbed. The reaction chamber is then purged with an inert gas to remove the physisorbed first reactant. Subsequently, injecting a second reactant having a binding energy greater than that of the ligand into the reaction chamber to form a thin film in atomic layer units by chemical reaction of the element forming the thin film and the second reactant; At the same time the ligand is removed without the formation of side reactants.

특히, 본 발명은 제2 반응물(B)에서 제1 반응물(A)로 라디칼의 이동 없이 결합 에너지 차이에 의하여 제1 반응물(A)의 리간드가 분리된다. 그리고, 리간드간의 결합에 의하여 휘발성의 기상물질이 형성되고 이 기상물질은 퍼지에 의하여 제거된다. 이에 따라, 본 발명은 라디칼의 이동이 없어 부반응에 의하여 박막 내에 발생하는 불순물을 줄일 수 있어 우수한 화학양론적인 박막을 얻을 수 있다.In particular, the present invention separates the ligand of the first reactant (A) by the binding energy difference without the transfer of radicals from the second reactant (B) to the first reactant (A). Then, a volatile gaseous substance is formed by the binding between the ligands, and the gaseous substance is removed by purging. Accordingly, the present invention can reduce the impurities generated in the thin film due to side reactions due to the absence of radical movement, thereby obtaining an excellent stoichiometric thin film.

또한, 본 발명의 다른 예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법은 기판 상에 제1 반응물을 화학흡착시킨 후 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제1 반응물을 제거한다. 상기 반응 챔버에 수산화기를 포함하지 않은 제2 반응물을 주입하여 상기 화학흡착된 제1 반응물을 금속-산소 원자층으로 치환시킨다. 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제2 반응물을 제거한다. 상기 반응 챔버에 제3 반응물을 주입하여 상기 화학흡착된 제1 반응물의 나머지를 금속-산소 원자층으로 치환시켜 수산화기의 생성이 억제된 상태로 원자층 단위의 금속 산화막을 형성한다. 더욱이, 상기 제3 반응물의 주입 후에 불순물 제거 및 화학양론 향상용으로 제4 반응물, 예컨대 오존 가스를 주입하고 불활성 가스로 퍼지할 수 있다.In addition, in the thin film formation method using the atomic layer deposition method according to another embodiment of the present invention, after the first reactant is chemisorbed on the substrate, the reaction chamber is purged with an inert gas to remove the physisorbed first reactant. A second reactant containing no hydroxyl group is injected into the reaction chamber to replace the chemisorbed first reactant with a metal-oxygen atomic layer. The reaction chamber is purged with an inert gas to remove the physisorbed second reactant. A third reactant is injected into the reaction chamber to replace the remainder of the chemisorbed first reactant with a metal-oxygen atomic layer to form a metal oxide film in atomic layer units in a state where generation of hydroxyl groups is suppressed. Furthermore, after injection of the third reactant, a fourth reactant, such as ozone gas, may be injected and purged with an inert gas for impurity removal and stoichiometric enhancement.

상기 제1 반응물은 금속 반응물을 이용하고, 상기 수산화기를 포함하지 않은 제2 반응물은 N2O, O2, O3또는 CO2를 이용하고, 상기 제3 반응물은 산화 가스를 이용한 것이 바람직하다. 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 제3 반응물의 주입 단계까지 상기 반응 챔버의 온도는 100∼400℃로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 기판이 실리콘 기판일 경우, 상기 제1 반응물의 주입 전에 산화 가스를 주입하여 기판 표면의 댕글링 본드를 종단 처리할 수도 있다.Preferably, the first reactant uses a metal reactant, the second reactant without a hydroxyl group uses N 2 O, O 2 , O 3, or CO 2 , and the third reactant uses an oxidizing gas. It is preferable to maintain the temperature of the reaction chamber from 100 to 400 ℃ from the injection step of the first reactant to the injection step of the third reactant. When the substrate is a silicon substrate, an oxidizing gas may be injected before the first reactant is injected to terminate the dangling bond on the surface of the substrate.

또한, 본 발명의 다른 예에 의한 원자층 박막 형성 방법은 기판 상에 상기 제1 반응물을 화학흡착시킨 후 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼지하여 물리흡착된 제1 반응물을 제거한다. 상기 반응 챔버에 제2 반응물을 주입하여 제1 반응물과 제2 반응물의 화학치환에 의하여 원자층 단위의 박막을 형성한다. 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제2 반응물을 제거한 후 상기 박막이 형성된 반응 챔버에 불순물 제거 및 화학양론 향상용 제3 반응물을 주입한다.In addition, in the method of forming an atomic layer thin film according to another embodiment of the present invention, the first reactant is chemically adsorbed on a substrate and the reaction chamber is purged with an inert gas to remove the first adsorbed physisorbed substance. The second reactant is injected into the reaction chamber to form a thin film of atomic layer units by chemical substitution of the first reactant and the second reactant. The reaction chamber is purged with an inert gas to remove the second adsorbed physisorbed material, and then a third reactant for removing impurities and improving stoichiometry is injected into the reaction chamber in which the thin film is formed.

상기 제1 반응물은 금속 반응물을 이용하고, 제2 및 제3 반응물은 산화 가스(oxidizing gas)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 반응물은 금속 반응물을 이용하고, 제2 및 제3 반응물은 질화 가스(nitriding gas)를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 기판이 실리콘 기판일 경우, 상기 제1 반응물의 주입 전에 산화 가스 또는 질화 가스를 더 주입하여 기판 표면의 댕글링 본드를 종단 처리할 수 있다. 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 제3 반응물의 주입 단계까지 상기 반응 챔버의 온도는 100∼400℃로 유지하는 것이 바람직하다.Preferably, the first reactant uses a metal reactant, and the second and third reactants use an oxidizing gas. In addition, it is preferable that the first reactant uses a metal reactant, and the second and third reactants use a nitriding gas. When the substrate is a silicon substrate, an oxidizing gas or nitriding gas may be further injected before the first reactant is injected to terminate the dangling bond on the surface of the substrate. It is preferable to maintain the temperature of the reaction chamber from 100 to 400 ℃ from the injection step of the first reactant to the injection step of the third reactant.

이상과 같은 본 발명의 원자층 박막 형성 방법은 수산화기와 같은 원하지 않는 부산물의 생성을 방지 내지 억제하여 불순물이 함유되지 않고 화학양론이 우수한 박막을 얻을 수 있다.The method for forming an atomic layer thin film of the present invention as described above can prevent or suppress the generation of unwanted by-products such as hydroxyl groups to obtain a thin film having no stoichiometry and having excellent stoichiometry.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면에서 막 또는 영역들의 크기 또는 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 어떤 막이 다른 막 또는 기판의 "위(상)"에 있다라고 기재된 경우, 상기 어떤 막이 상기 다른 막의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 다른 막이 개재될 수도 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the size or thickness of films or regions is exaggerated for clarity. In addition, when a film is described as "on" another film or substrate, the film may be directly on top of the other film, and a third other film may be interposed therebetween.

도 3은 본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성방법에 이용된 원자층 박막 형성 장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating an atomic layer thin film forming apparatus used in the method for forming a thin film using the atomic layer deposition method of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 원자층 박막 형성 방법에 이용되는 원자층 박막 형성 장치는 외부의 히터(도시 안함)에 의하여 가열될 수 있는 반응 챔버(11)와, 기판(15), 예컨대 실리콘 기판이 놓이도록 상기 반응 챔버(11)의 바닥에 설치된 서셉터(susceptor; 13)와, 반응 가스들이 상기 반응 챔버(11) 내부로 주입되도록 상기 서셉터(13) 상부에 설치된 샤워 헤드(shower head; 17)와, 상기 반응 챔버(11) 내부의 압력을 조절하기 위하여 상기 반응 챔버(11)와 연결된 진공펌프(19)를 구비한다.Specifically, the atomic layer thin film forming apparatus used in the atomic layer thin film forming method of the present invention includes a reaction chamber 11 that can be heated by an external heater (not shown), and a substrate 15, for example, a silicon substrate. A susceptor 13 installed at the bottom of the reaction chamber 11 and a shower head 17 installed at the top of the susceptor 13 so that reaction gases are injected into the reaction chamber 11. And a vacuum pump 19 connected to the reaction chamber 11 to control the pressure in the reaction chamber 11.

상기 샤워 헤드(17)는 서로 분리된 2개의 가스주입관(gas inlet; A 및 B)이 연결되어 있다. 그리고, 샤워 헤드(17)에는 제1 반응물, 불활성 가스, 제2 반응물, 제3 반응물이 주입된다. 상기 제1 반응물은 금속 반응물이며, 상기 불활성 가스는질소 가스나 아르곤 가스이며, 제2 반응물은 수산화기가 포함되지 않은 산화 가스, 예컨대 N2O, O2, O3또는 CO2가스이거나 수증기이며, 제3 반응물은 수증기나, 활성화된 산화제로 산소 라디칼을 포함하고 있는 물질, 예컨대, 오존, 플라즈마 O2, 플라즈마 N2O이다. 도 3에서, 제2 반응물과 제3 반응물을 편의상 따로 구성하였으나 하나로 구성할 수 도 있다.The shower head 17 is connected to two gas inlets A and B separated from each other. Then, the first reactant, the inert gas, the second reactant, and the third reactant are injected into the shower head 17. The first reactant is a metal reactant, the inert gas is a nitrogen gas or an argon gas, the second reactant is an oxidizing gas that does not contain a hydroxyl group, such as N 2 O, O 2 , O 3 or CO 2 gas or water vapor, The third reactant is water vapor or a substance containing oxygen radicals as an activated oxidant, such as ozone, plasma O 2 , plasma N 2 O. In FIG. 3, the second reactant and the third reactant are separately configured for convenience, but may also be configured as one.

그리고, 제1 반응물 및 불활성 가스(inert gas)는 상기 가스주입관(A)을 통하여 반응 챔버(11) 내부로 주입되고, 제2 반응물 및 제3 반응물은 상기 가스주입관(B)을 통하여 반응 챔버(11) 내부로 주입된다. 상기 제1 반응물과 제2 반응물 및 제3 반응물의 가스관을 다르게 한 것은 하나의 가스관(A 또는 B) 내에서 반응하는 것을 억제시키기 위함이다. 상기 제1 반응물 및 상기 불활성 가스는 각각 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)에 의하여 반응 챔버(11) 내부로의 주입이 제어되고, 상기 제2 반응물 및 제3 반응물은 각각 제3 밸브(V3), 제4 밸브(V4)에 의하여 상기 반응 챔버(11) 내부로의 주입이 제어된다.In addition, a first reactant and an inert gas are injected into the reaction chamber 11 through the gas injection pipe A, and a second reactant and a third reactant react through the gas injection pipe B. It is injected into the chamber 11. The gas pipes of the first reactant, the second reactant, and the third reactant are different from each other in order to suppress the reaction in one gas pipe A or B. Injection of the first reactant and the inert gas into the reaction chamber 11 is controlled by a first valve V1 and a second valve V2, respectively, and the second reactant and the third reactant are respectively a third reactant. Injection into the reaction chamber 11 is controlled by the valve V3 and the fourth valve V4.

이하에서, 도 3의 원자층 박막 형성 장치를 이용한 박막 형성 방법의 다양한 실시예들을 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the thin film forming method using the atomic layer thin film forming apparatus of FIG. 3 will be described.

제1 실시예First embodiment

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법의 반응 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.4A to 4D are diagrams for explaining the reaction mechanism of the thin film formation method using the atomic layer deposition method according to the first embodiment of the present invention.

구체적으로, 기판(도 3의 15), 예컨대 실리콘 기판이 로딩된 반응 챔버(11)에 박막을 이루는 원소(a1)와 리간드(a2)로 구성된 제1 반응물(A)을 주입하여 기판(15) 상에 제1 반응물(A)을 화학흡착시킨 후 물리결합을 하고 있는 제1 반응물(A)을 불활성 가스의 퍼징에 의하여 제거한다(도 4a).Specifically, a first reactant A including a thin film element (a 1 ) and a ligand (a 2 ) is injected into a substrate (15 of FIG. 3), for example, a reaction chamber 11 loaded with a silicon substrate. 15) After chemisorbing the first reactant (A) onto the first reactant (A), the physically bound first reactant (A) is removed by purging with an inert gas (FIG. 4A).

이어서, 제1 반응물(A)이 흡착된 반응 챔버(11)에 제2 반응물(B)을 주입한다. 이렇게 되면, 제2 반응물(B)은 제1 반응물(A)에 화학적으로 흡착된다. 여기서, 상기 제2 반응물(B)은 제1 반응물(A)과 반응성이 큰 불완전한 물질을 사용한다. 그리고, 제2 반응물(B)은 상기 제2 반응물(B)과 제1 반응물(A)의 박막을 이루는 원소(a1)와의 결합 에너지가 상기 제1 반응물(A)의 박막을 이루는 원소(a1)와 리간드(a2)와의 결합 에너지보다 큰 물질을 사용한다(도 4b).Subsequently, the second reactant B is injected into the reaction chamber 11 to which the first reactant A is adsorbed. In this case, the second reactant (B) is chemically adsorbed to the first reactant (A). Here, the second reactant (B) uses an incomplete material having a high reactivity with the first reactant (A). The second reactant (B) is an element (a) in which the binding energy between the second reactant (B) and the element (a 1 ) forming a thin film of the first reactant (A) forms a thin film of the first reactant (A). 1 ) and a material larger than the binding energy of the ligand (a 2 ) is used (Fig. 4b).

계속하여, 상기 제2 반응물(B)과 제1 반응물(A)의 박막을 이루는 원소(a1)와의 결합 에너지가 상기 제1 반응물(A)의 박막을 이루는 원소(a1)와 리간드(a2)와의 결합 에너지보다 크기 때문에 제2 반응물(B)은 제1 반응물(A)의 박막을 이루는 원소(a1)와 결합하려하고 제1 반응물(A)에서 리간드(a2)는 분리된다(도 4c).Subsequently, the binding energy between the second reactant (B) and the element (a 1 ) forming the thin film of the first reactant (A) is the element (a 1 ) and the ligand (a) forming the thin film of the first reactant (A). 2 ) the second reactant (B) tries to bond with the element (a 1 ) forming a thin film of the first reactant (A) and the ligand (a 2 ) is separated from the first reactant (A) because it is larger than the binding energy with 4c).

다음에, 상기 제1 반응물(A)로부터 분리된 리간드(a2)는 불안정한 상태이므로 리간드(a2)간의 결합에 의하여 휘발성의 기상물질(D)을 형성한다. 그리고, 기판(15) 상에는 제1 반응물(A)의 박막을 이루는 원소(a1)와 제2 반응물(B)의 반응에 의하여 원자층 단위의 박막(C)이 형성된다. 상기 휘발성의 기상물질(D)은 불활성 가스의 퍼징에 의하여 제거된다(도 4d).Next, since the ligand (a 2 ) separated from the first reactant (A) is in an unstable state, a volatile gaseous substance (D) is formed by the binding between the ligands (a 2 ). On the substrate 15, the thin film C in atomic layer units is formed by the reaction between the element a 1 constituting the thin film of the first reactant A and the second reactant B. The volatile gaseous substance (D) is removed by purging the inert gas (Fig. 4d).

다음에는, 도 4a 내지 도 4d에 설명한 결합 에너지 차이를 이용한 박막 형성 방법을 알루미늄 산화막의 형성 과정에 적용한 경우를 예로 들어 설명한다.Next, a case where the thin film forming method using the bonding energy difference described with reference to FIGS. 4A to 4D is applied to the forming process of the aluminum oxide film will be described as an example.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 알루미늄 산화막의 형성 과정을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 5의 원자층 증착법을 이용하여 알루미늄 산화막을 형성할 때의 반응 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.5 is a flowchart illustrating a process of forming an aluminum oxide film according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 6A to 6D are reaction mechanisms when forming an aluminum oxide film using the atomic layer deposition method of FIG. 5. Figures to illustrate.

구체적으로, 기판(도 3의 15), 예컨대 실리콘 기판이 로딩된 반응 챔버(11)에 제1 반응물로써 박막을 이루는 알루미늄(a1)과 메틸 리간드(a2)로 구성된 트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3, TMA: "A")을 주입한다(스텝 101). 이어서, 물리적인 결합을 하고 있는 TMA를 불활성 가스의 퍼지에 의하여 제거한다(스텝 103). 이렇게 되면, 도 6a에 도시된 바와 같이 기판(15) 상에 TMA가 화학흡착된다.Specifically, trimethyl aluminum (Al (CH) composed of aluminum (a 1 ) and methyl ligand (a 2 ) forming a thin film as a first reactant in a reaction chamber 11 loaded with a substrate (15 of FIG. 3), for example, a silicon substrate. 3 ) 3 , TMA: "A") is injected (step 101). Subsequently, the TMA that is physically bonded is removed by purging the inert gas (step 103). In this case, TMA is chemisorbed onto the substrate 15 as shown in FIG. 6A.

다음에, TMA가 흡착된 반응 챔버(11)에 제2 반응물로써 활성화된 활성화된 산화제인 오존(B)을 주입한다 (스텝 105). 이렇게 되면, 오존(B)은 도 6b와 같이 TMA의 알루미늄(a1)에 화학적으로 흡착된다.Next, ozone B, which is an activated oxidant activated as a second reactant, is injected into the reaction chamber 11 to which TMA is adsorbed (step 105). In this case, ozone (B) is chemically adsorbed to aluminum (a 1 ) of the TMA as shown in Figure 6b.

여기서, 상기 오존(B)은 TMA와 반응성이 크고 불완전한 물질이다. 그리고, 상기 오존(B)은 TMA의 알루미늄(a1)과의 결합 에너지가 약 540kJ/mol로 상기 TMA의 알루미늄(a1)과 메틸 리간드(a2)와의 결합 에너지(예컨대 Al-C 결합 에너지)인 255kJ/mol보다 큰 물질이다. 상기 오존(B)과 TMA의 박막을 이루는 원소인알루미늄(a1)과의 결합 에너지가 상기 TMA의 박막을 이루는 원소인 알루미늄(a1)과 메틸 리간드(a2)와의 결합 에너지보다 크기 때문에 도 6c에 도시된 바와 같이 TMA에서 메틸 리간드(a2)가 분리된다.In this case, the ozone (B) is an incomplete substance having high reactivity with TMA. In addition, the ozone (B) is in the TMA aluminum (a 1) the binding energy the aluminum of the TMA of about 540kJ / mol with (a 1) and methyl ligand (a 2) the binding energy (e.g., Al-C bond between the energy ) Is greater than 255 kJ / mol. Since the binding energy of the ozone (B) and aluminum (a 1 ), an element forming a thin film of TMA, is higher than the binding energy of aluminum (a 1 ) and methyl ligand (a 2 ), an element forming a thin film of TMA. As shown in 6c, the methyl ligand (a 2 ) is separated from the TMA.

또한, 상기 TMA로부터 분리된 메틸 리간드(a2)는 불안정한 상태이므로 도 6d에 도시한 바와 같이 메틸 리간드(a2)간의 결합에 의하여 C2H6으로 이루어진 휘발성의 기상물질(D)을 형성한다. 그리고, 기판(15) 상에는 TMA의 박막을 이루는 알루미늄(a1)과 오존(B)의 반응에 의하여 하기 화학식 3과 같이 원자층 단위의 알루미늄 산화막(C)이 형성된다.In addition, since the methyl ligand (a 2 ) separated from the TMA is in an unstable state, as shown in FIG. 6D, the methyl ligand (a 2 ) forms a volatile gaseous substance (D) consisting of C 2 H 6 by binding between the methyl ligands (a 2 ). . The aluminum oxide film C in atomic layer units is formed on the substrate 15 by the reaction of aluminum (a 1 ) and ozone (B) forming a thin film of TMA.

2Al(CH3)3+ O3→ Al2O3+ 3C2H6 2Al (CH 3 ) 3 + O 3 → Al 2 O 3 + 3C 2 H 6

다음에, 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 2차 퍼지하여 상기 C2H6의 휘발성의 기상물질(D)과 미반응의 메틸 리간드(a2)는 제거한다(스텝 107). 계속하여, 상기 형성된 알루미늄 산화막의 두께가 적정 두께인지를 확인하고(스텝 109), 필요에 따라 스텝 101에서 스텝 107의 단계를 사이클적으로 반복한다.Next, the reaction chamber is secondarily purged with an inert gas to remove the C 2 H 6 volatile gaseous substance (D) and unreacted methyl ligand (a 2 ) (step 107). Subsequently, it is confirmed whether or not the thickness of the formed aluminum oxide film is an appropriate thickness (step 109), and the steps of step 107 are periodically repeated as necessary in step 101.

본 실시예에서는 제2 반응물로써 오존을 사용하였으나, 자외선을 이용하여 오존을 더욱 활성화시킬 수 있다. 또한, 상기 활성화된 산화제(activated oxidizing agent)로써 오존 대신에 하기 화학식 4와 같이 플라즈마 산소(O2)나 플라즈마 산화 질소(N2O)를 이용할 수 있다.In this embodiment, although ozone is used as the second reactant, ozone may be further activated by using ultraviolet rays. In addition, instead of ozone, plasma oxygen (O 2 ) or plasma nitrogen oxide (N 2 O) may be used as the activated oxidizing agent.

TMA + O2(activated) ⇒ 4Al(CH3)3+ 3O2→ Al2O3+ 6C2H6 TMA + O 2 (activated) ⇒ 4Al (CH 3 ) 3 + 3O 2 → Al 2 O 3 + 6C 2 H 6

도 7 및 도 8은 각각 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 알루미늄 산화막을 형성할 때의 RGA 데이터를 도시한 그래프이다. 도 7 및 도 8에서, 화살표로 표시한 구간이 알루미늄 산화막이 형성되는 구간이다.7 and 8 are graphs showing RGA data when forming an aluminum oxide film according to the prior art and the first embodiment of the present invention, respectively. 7 and 8, the sections indicated by the arrows are sections in which the aluminum oxide film is formed.

구체적으로, 위에서 설명한 바와 같이 제2 반응물(B)과 제1 반응물(A)과 반응하는 메카니즘에 따라 제거되는 리간드의 형태가 다르므로 공정 진행중 발생하는 물질도 달라진다. 즉, 종래의 도 7과 같이 제1 반응물(A)로 TMA, 제2 반응물(B)로 수증기(H2O)를 사용하는 경우에는 수증기로부터 수소 라디칼을 받아서 생성된 CH3 +, CH4 +가 주요 부산물로 검출된다. 이에 반하여, 본 발명의 도 8과 같이 제1 반응물(A)로 TMA, 제2 반응물(B)로 오존을 사용하는 경우에는 CH3리간드가 제거되어 C2H5 +나 C2H6 +가 주요 부산물로 검출됨을 알 수 있다.Specifically, as described above, since the ligand is removed depending on the reaction mechanism of the second reactant (B) and the first reactant (A), the material generated during the process also varies. That is, in the case of using TMA as the first reactant (A) and steam (H 2 O) as the second reactant (B) as shown in FIG. 7, CH 3 + and CH 4 + generated by receiving hydrogen radicals from water vapor Is detected as a major byproduct. In contrast, when ozone is used as the first reactant (A) as the TMA and the second reactant (B) as shown in FIG. 8 of the present invention, the CH 3 ligand is removed and C 2 H 5 + or C 2 H 6 + It can be seen that it is detected as a major by-product.

도 9는 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 따라 알루미늄 산화막을 형성할 때 사이클 수에 따른 알루미늄 산화막의 두께를 도시한 그래프이다.9 is a graph showing the thickness of the aluminum oxide film according to the number of cycles when forming the aluminum oxide film according to the prior art and the first embodiment of the present invention.

구체적으로, 원자층 증착법은 표면 조절 공정이므로 각 반응물의 공급주기를 이루는 사이클 수에 의해 증착되는 박막의 두께가 정해진다. 즉, 사이클에 따라 선형적으로 두께가 증가하면 원자층 증착법으로 박막이 형성됨을 의미한다. 도 9에 보듯이, 종래 및 본 발명 모두 선형적으로 두께가 증가함으로 원자층 증착법을 박막이 형성됨을 알 수 있다.Specifically, since the atomic layer deposition method is a surface control process, the thickness of the deposited thin film is determined by the number of cycles forming the supply cycle of each reactant. That is, when the thickness increases linearly with the cycle, it means that a thin film is formed by atomic layer deposition. As shown in Figure 9, both conventional and the present invention can be seen that the thin film is formed by the atomic layer deposition method as the thickness increases linearly.

그런데, 제2 반응물(B)로 수증기를 사용하는 종래 기술(●로 표시)과 오존을 사용하는 본 발명(○로 표시)간에는 잠복 사이클의 차이가 나타난다. 즉, 본 발명(○)은 잠복 사이클 없이 초기 사이클부터 증착이 이루어지나 종래 기술(●)은 12 사이클의 잠복기간의 지난 후 박막이 증착된다. 이는 초기 계면의 형성이 이질적 반응(heterogeneous reaction)에 의하여 증착되므로 본 발명의 경우가 보다 안정되게 알루미늄 산화막이 형성됨을 알 수 있다.By the way, there is a difference in the latency cycle between the prior art using water vapor as the second reactant (B) and the present invention using ozone (indicated by ○). That is, in the present invention (○), the deposition is performed from the initial cycle without the latent cycle, but in the prior art (●), the thin film is deposited after the latent period of 12 cycles. It can be seen that since the formation of the initial interface is deposited by a heterogeneous reaction, the aluminum oxide film is more stably formed in the case of the present invention.

도 10은 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 온도에 따른 스트레스 이력을 도시한 그래프이다.10 is a graph showing the stress history according to the temperature of the aluminum oxide film formed by the conventional embodiment and the first embodiment of the present invention.

구체적으로, 제1 반응물(A)로 TMA, 제2 반응물(B)로 수증기를 이용하여 형성된 종래의 알루미늄 산화막의 스트레스 이력(□로 표시)은 450℃에서 스트레스의 형태가 인장 스트레스(tensile stress)에서 압축 스트레스(compress stress)로 바뀐다. 이에 반하여, 제1 반응물(A)로 TMA, 제2 반응물(B)로 오존을 이용하여 형성된 본 발명의 알루미늄 산화막의 스트레스 이력(●로 표시)은 전 온도범위에서 인장 스트레스로 스트레스 모드가 바뀌지 않아 막 자체가 더욱 열에 안정함을 알 수 있다.Specifically, the stress history (marked with □) of a conventional aluminum oxide film formed by using TMA as the first reactant (A) and water vapor as the second reactant (B) has a tensile stress of 450 ° C. To compress stress. In contrast, the stress history of the aluminum oxide film of the present invention formed by using TMA as the first reactant (A) and ozone as the second reactant (B) does not change the stress mode due to tensile stress in the entire temperature range. It can be seen that the membrane itself is more thermally stable.

도 11은 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 후어닐링 조건에 따른 두께 수축률을 도시한 그래프이다.FIG. 11 is a graph showing thickness shrinkage ratios according to post annealing conditions of aluminum oxide films formed by conventional and first exemplary embodiments of the present invention.

구체적으로, X축에서 N450, N750, N830은 각각 450℃, 750℃, 830℃의 질소분위기에서 후 어닐링(post annealing)을 수행한 것이며, O450, O750, O830은 각각 450℃, 750℃, 830℃의 산소분위기에서 후 어닐링(post annealing)을 수행한 것이며, RTO는 850℃에서 급속 열 산화(rapid thermal oxidation)시킨 경우를 나타낸다. 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막은 후어닐링의 온도 및 가스 조건에 따라 두께 수축률(두께 감소율)이 크게 다르지 않음을 알 수 있다.Specifically, on the X axis, N450, N750, and N830 are post annealing in a nitrogen atmosphere of 450 ° C, 750 ° C, and 830 ° C, respectively, and O450, O750, and O830 are 450 ° C, 750 ° C, and 830, respectively. Post annealing was carried out in an oxygen atmosphere of ℃, RTO represents a case of rapid thermal oxidation at 850 ℃. It can be seen that the thickness of the aluminum oxide film formed by the first embodiment of the prior art and the present invention is not significantly different depending on the temperature and gas conditions of the post annealing.

도 12 및 도 13은 각각 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 파장에 따른 흡수 상수 및 굴절률을 도시한 그래프이다.12 and 13 are graphs showing absorption constants and refractive indices according to wavelengths of aluminum oxide films formed by conventional and first embodiments of the present invention, respectively.

구체적으로, 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막은 도 12에 도시한 바와 같이 180∼900nm의 넓은 파장대에서 흡수 상수가 0.005 이하의 값을 갖는 우수한 투명도(transparency)를 나타낸다. 그리고, 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 굴절률은 도 13에 도시한 바와 같이 180∼900nm의 넓은 파장대에서 크게 다르지 않음을 알 수 있다.Specifically, the aluminum oxide film formed by the conventional and first embodiment of the present invention exhibits excellent transparency with an absorption constant of 0.005 or less in a wide wavelength range of 180 to 900 nm as shown in FIG. 12. In addition, it can be seen that the refractive index of the aluminum oxide film formed by the first and the first exemplary embodiments of the present invention is not significantly different in a wide wavelength range of 180 to 900 nm as shown in FIG. 13.

도 14는 각각 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 후어닐링 온도 및 분위기 가스에 따른 습식 식각 속도(wet etch rate)를 도시한 그래프이다.FIG. 14 is a graph showing wet etch rates according to post annealing temperatures and atmospheric gases of aluminum oxide films formed by conventional and first exemplary embodiments, respectively.

구체적으로, X축에서 as-dep은 기판 상에 증착한 후 어닐링하지 않은 샘플이고, N450, N750, N830은 각각 450℃, 750℃, 830℃의 질소분위기에서 후 어닐링(post annealing)을 수행한 샘플이다. O450, O750, O830은 각각 450℃, 750℃, 830℃의 산소분위기에서 후 어닐링(post annealing)을 수행한 것이며, RTP는 850℃의 산소분위기에 급속 열 산화(rapid thermal process)시킨 경우를 나타낸다. 그리고, Y축은 각각의 샘플에 대하여 200:1 HF 용액으로 습식 식각했을때의 식각 속도를 나타낸다.Specifically, as-dep on the X-axis is a sample which is not annealed after being deposited on a substrate, and N450, N750, and N830 are post annealing in a nitrogen atmosphere of 450 ° C, 750 ° C, and 830 ° C, respectively. Sample. O450, O750, and O830 are post annealing performed in an oxygen atmosphere of 450 ° C, 750 ° C and 830 ° C, respectively, and RTP represents a rapid thermal oxidation process in an oxygen atmosphere of 850 ° C. . And, the Y axis represents the etching rate when wet etching with a 200: 1 HF solution for each sample.

도 14에 보듯이, 종래 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막은 어닐링 조건에 무관하게 어닐링 온도가 증가함에 따라 습식 식각속도가 감소한다. 특히, 800℃ 이상에서 후어닐링을 수행하면 식각속도가 2∼3Å/min으로 급감한다. 또한, 800℃ 이하의 후어닐링을 수행할 경우 본 발명의 제1 실시예에 의한 알루미늄 산화막의 식각 속도가 종래에 비하여 약 30% 작음을 알 수 있다. 이는 오존을 산화가스로 하는 경우가 H2O로 하는 경우보다 화학적으로 안정함을 알 수 있다.As shown in FIG. 14, the wet etching rate of the aluminum oxide film formed by the first embodiment of the present invention and the present invention decreases as the annealing temperature increases, regardless of the annealing conditions. In particular, when the post annealing is performed at 800 ° C. or higher, the etching rate is drastically reduced to 2-3 m / min. In addition, it can be seen that the etching rate of the aluminum oxide film according to the first embodiment of the present invention is about 30% smaller than that in the post annealing of 800 ° C. or less. It can be seen that ozone as an oxidizing gas is more chemically stable than when H 2 O is used.

이하에서, 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막을 반도체 소자에 채용한 경우에 대하여 설명한다.Hereinafter, the case where the aluminum oxide film formed by the first embodiment of the present invention is employed in a semiconductor element will be described.

도 15는 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 반도체 소자의 커패시터 구조를 도시한 단면도이다.15 is a cross-sectional view showing a capacitor structure of a semiconductor device employing a dielectric film formed by the first embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 반도체 소자의 커패시터는 기판(201), 예컨대 실리콘 기판 상에 형성된 하부 전극(205), 유전막(207) 및 상부 전극(209)을 포함한다. 도 15에서, 참조번호 203은 층간 절연막을 나타내며, 참조번호 209는 커패시터의 상부 전극 상에 형성하는 캡핑막을 나타낸다.Specifically, the capacitor of the semiconductor device employing the dielectric film formed by the first embodiment of the present invention is a substrate 201, for example, the lower electrode 205, dielectric film 207 and the upper electrode 209 formed on the silicon substrate Include. In Fig. 15, reference numeral 203 denotes an interlayer insulating film, and reference numeral 209 denotes a capping film formed on the upper electrode of the capacitor.

이하에서, 상기 상부 전극(209) 및 하부 전극(205)을 모두 불순물이 도핑된 폴리실리콘막으로 구성하고, 유전막(207)을 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막으로 구성한 경우를 "SIS 커패시터"라 부른다. 그리고, 상기 하부 전극(205)을 불순물이 도핑된 폴리실리콘막으로 하고, 유전막(207)을 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막으로 하고, 상부 전극(209)은 TiN막으로 구성 한 경우를 "MIS 커패시터"라 부른다. 또한, 상기 상부 전극(209) 및 하부 전극(205)을 모두 백금족 귀금속막, 예컨대 Pt, Ru 등으로 구성하고, 유전막(207)을 절연막, 예컨대 탄탈륨 산화막이나 BST(BaSrTiO3)막으로 구성한 경우를 "MIM 커패시터"라 부른다.Hereinafter, a case where both the upper electrode 209 and the lower electrode 205 are made of a polysilicon film doped with impurities, and the dielectric film 207 is made of an aluminum oxide film formed according to the first embodiment of the present invention will be described. SIS capacitor ". The lower electrode 205 is a polysilicon film doped with impurities, the dielectric film 207 is an aluminum oxide film formed according to the first embodiment of the present invention, and the upper electrode 209 is a TiN film. The case is called "MIS capacitor". In addition, when the upper electrode 209 and the lower electrode 205 are both composed of a platinum group precious metal film such as Pt, Ru, and the like, and the dielectric film 207 is formed of an insulating film such as a tantalum oxide film or a BST (BaSrTiO 3 ) film, Called "MIM Capacitor".

도 16은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 반도체 소자의 트랜지스터 구조를 도시한 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing a transistor structure of a semiconductor device employing a dielectric film formed in accordance with the first embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 의한 유전막이 채용된 반도체 소자는 제1 전극으로써 인, 비소, 보론, 불소 등의 불순물이 도핑된 실리콘 기판(301)과, 유전막으로써 게이트 절연막(305)과, 제2 전극으로써 게이트 전극(307)을 구비한다. 도 2에서, 참조번호 303은 불순물 도핑 영역으로써, 소오스 또는 드레인 영역을 나타낸다.Specifically, the semiconductor device employing the dielectric film according to the first embodiment of the present invention includes a silicon substrate 301 doped with impurities such as phosphorous, arsenic, boron, and fluorine as a first electrode, and a gate insulating film 305 as a dielectric film. And a gate electrode 307 as a second electrode. In Fig. 2, reference numeral 303 denotes an impurity doped region, which indicates a source or drain region.

여기서, 본 발명의 반도체 소자의 트랜지스터 구조는 커패시터 구조와 비교할 때 실리콘 기판(301)이 하부 전극에 대응되며, 게이트 전극(307)이 상부 전극에 대응된다. 상기 게이트 절연막(305)이 커패시터의 유전막에 대응한다.Here, in the transistor structure of the semiconductor device of the present invention, the silicon substrate 301 corresponds to the lower electrode and the gate electrode 307 corresponds to the upper electrode as compared with the capacitor structure. The gate insulating film 305 corresponds to the dielectric film of the capacitor.

다음에는 설명의 편의상 커패시터 구조를 참조로 하여 유전막의 절연 특성을설명하는데, 트랜지스터 구조에서도 동일하게 적용할 수 있다.Next, for convenience of description, the insulation characteristics of the dielectric film will be described with reference to a capacitor structure, and the same applies to the transistor structure.

도 17은 종래의 커패시터 및 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 SIS 커패시터의 인가전압에 따른 누설전류 특성을 설명하기 위하여 도시한 그래프이다.17 is a graph illustrating a leakage current characteristic according to an applied voltage of a conventional capacitor and a SIS capacitor employing a dielectric film formed by a first embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명의 SIS 커패시터(○로 표시)는 종래의 커패시터(●로 표시)와 비교하여 유전막의 형성방법을 다른 것을 제외하고는 동일하게 구성하였다. 도 17에 보듯이, 일반적인 반도체 소자의 커패시터에서 허용될 수 있는 리키지 전류 밀도인 1E-7A/cm2에서 본 발명의 SIS 커패시터(○)는 종래의 커패시터(●)보다 약 0.4V 만큼 큰 이륙 전압(take off voltage)을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 SIS 커패시터(○)는 일정 누설전류값에서 유전막의 두께를 보다 낮게 할 수 있어 반도체 소자의 집적화에 유리하다.Specifically, the SIS capacitor (marked with ○) of the present invention was constructed in the same manner except that the dielectric film forming method was different from the conventional capacitor (marked with?). As shown in Fig. 17, the SIS capacitor (○) of the present invention has a takeoff of about 0.4V larger than that of a conventional capacitor (●) at 1E-7A / cm 2 , which is an acceptable current density in a capacitor of a general semiconductor device. Indicates take off voltage. Therefore, the SIS capacitor (○) of the present invention can lower the thickness of the dielectric film at a constant leakage current value, which is advantageous for the integration of semiconductor devices.

도 18은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 SIS 커패시터의 등가 산화막에 따른 이륙 전압을 도시한 그래프이다.FIG. 18 is a graph illustrating a takeoff voltage according to an equivalent oxide film of a SIS capacitor employing a dielectric film formed according to a first embodiment of the present invention.

구체적으로, 본 발명에 의한 SIS 커패시터는 등가 산화막 두께가 35Å까지는 안정된 절연특성을 보이기 때문에 이륙 전압이 그다지 감소하지 않는다. 그리고, 등가 산화막 두께가 35Å 이하로 되면 이륙 전압이 급격히 떨어져 절연특성이 약화된다.Specifically, the SIS capacitor according to the present invention does not reduce the take-off voltage because it shows a stable insulating property up to 35 kW equivalent oxide film thickness. When the equivalent oxide film thickness is equal to or less than 35 kV, the takeoff voltage drops rapidly and the insulation characteristic is weakened.

도 19는 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 MIS 커패시터의 인가전압에 따른 누설 전류 특성을 도시한 그래프이다.19 is a graph illustrating leakage current characteristics according to an applied voltage of a MIS capacitor employing a dielectric film formed according to a first embodiment of the present invention.

구체적으로, 리키지 전류 밀도가 1E-7이고, 전압이 1.2V인 일반적인 기준값에서 본 발명의 MIS 커패시터의 경우 등가 산화막의 두께를 26.5Å으로 할 수 있다. 이렇게 등가 산화막 두께를 낮게 할 경우 반도체 소자의 집적화에 매우 유리하다.Specifically, in the MIS capacitor of the present invention, the thickness of the equivalent oxide film can be 26.5 kW at a general reference value of 1E-7 and a voltage of 1.2V. When the equivalent oxide film thickness is lowered, it is very advantageous for the integration of semiconductor devices.

도 20은 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 유전막이 채용된 MIS 커패시터와 종래의 커패시터의 누설 전류 특성을 비교한 그래프이다.20 is a graph comparing leakage current characteristics of a MIS capacitor employing a dielectric film formed according to a first embodiment of the present invention and a conventional capacitor.

구체적으로, 종래의 커패시터는 본 발명의 MIS 커패시터와 비교하여 유전막이 다른 것을 제외하고는 동일하다. 도 20에 보듯이, 본 발명의 제1 실시예에 의하여 알루미늄 산화막을 채용한 MIS 커패시터는 셀당 1fA의 누설전류값에서 유전막으로 탄탈륨 산화막(TaO)이나 질화막-산화막(NO)을 사용한 종래의 커패시터와 비교하여 볼 때 인가전압이 제일 크다. 다시 말해서, 본 발명의 MIS 커패시터는 종래의 커패시터와 비교하여 볼 때 작은 등가 산화막에서도 가장 우수한 누설 전류 특성을 가질 수 있다. 도 20에서, 괄호안의 숫자는 유전막의 두께를 나타낸다.Specifically, the conventional capacitor is the same except that the dielectric film is different compared to the MIS capacitor of the present invention. As shown in FIG. 20, the MIS capacitor employing the aluminum oxide film according to the first embodiment of the present invention is a conventional capacitor using a tantalum oxide film (TaO) or a nitride film-oxide (NO) as a dielectric film at a leakage current value of 1 fA per cell. In comparison, the applied voltage is the largest. In other words, the MIS capacitor of the present invention may have the best leakage current characteristics even in a small equivalent oxide film as compared with the conventional capacitor. In Figure 20, the numbers in parentheses indicate the thickness of the dielectric film.

도 21a 및 도 21b는 각각 종래 기술 및 본 발명의 제1 실시예에 의한 알루미늄 산화막을 MIM 커패시터의 캡핑막으로 채용할 경우의 인가전압에 따른 누설전류특성을 도시한 그래프이다.21A and 21B are graphs showing leakage current characteristics according to an applied voltage when the aluminum oxide film according to the first embodiment of the present invention and the first embodiment of the present invention are used as a capping film of a MIM capacitor, respectively.

구체적으로, 도 21a 및 도 21b에서 "■"는 캡핑막을 채용하지 않는 경우의 MIM 커패시터를 나타낸다. 도 21a에서 "●"는 종래 기술에 따라 캡핑막으로 알루미늄 산화막을 형성한 경우이며, "▼"는 알루미늄 산화막을 캡핑막으로 형성한 후, 400℃에서 수소 어닐링을 수행한 경우를 나타낸다. 도 21b에서, "●"는 본 발명의 제1 실시예에 따라 캡핑막으로 알루미늄 산화막을 형성한 경우이며, "▲"는 알루미늄 산화막을 캡핑막으로 형성한 후 400℃에서 수소 어닐링을 수행한 경우를 나타내며, "▼"는 알루미늄 산화막을 캡핑막으로 형성한 후 700℃에서 질소 어닐링을 수행한 경우를 나타낸다.Specifically, "?" In FIGS. 21A and 21B indicates a MIM capacitor when no capping film is employed. In FIG. 21A, "?" Shows a case where an aluminum oxide film is formed by a capping film according to the prior art, and "▼" shows a case where hydrogen annealing is performed at 400 ° C after forming an aluminum oxide film as a capping film. In FIG. 21B, "●" is a case where an aluminum oxide film is formed as a capping film according to the first embodiment of the present invention, and "▲" is a case where hydrogen annealing is performed at 400 ° C after forming an aluminum oxide film as a capping film. Represents a case where nitrogen annealing is performed at 700 ° C. after forming an aluminum oxide film as a capping film.

일반적으로, 반도체 소자에서 MIM 커패시터를 채용할 경우 후속의 얼로이 공정에서 사용되는 수소 어닐링시 유전막이 열화되는 문제가 있다. 이에 따라, MIM 커패시터 상에는 수소 배리어 역할을 하는 캡핑막을 형성한다. 그런데, 도 21a에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의하여 형성된 알루미늄 산화막을 캡핑막으로 채용하면, 누설전류밀도 1E-7A/cm2의 기준으로 볼 때 알루미늄 산화막을 캡핑막으로 형성한 경우뿐만 아니라 후속의 수소 어닐링에 의하여도 배리어 특성이 매우 우수하여 리키지 전류 특성을 열화시키지 않는다. 하지만, 도 21b에 도시한 바와 같이 종래 기술에 의하여 형성된 알루미늄 산화막을 캡핑막으로 채용하면 증착과정에서 수증기의 수소와 OH 리간드가 MIM 커패시터의 리키지 전류 특성을 열화시킨다.In general, when the MIM capacitor is used in the semiconductor device, there is a problem in that the dielectric film is degraded during hydrogen annealing used in a subsequent alloy process. Accordingly, a capping film serving as a hydrogen barrier is formed on the MIM capacitor. However, when the aluminum oxide film formed according to the first embodiment of the present invention is employed as a capping film, as shown in FIG. 21A, the aluminum oxide film is formed as a capping film based on the leakage current density of 1E-7A / cm 2 . Not only the case but also subsequent hydrogen annealing, the barrier properties are very good and do not deteriorate the leakage current properties. However, when the aluminum oxide film formed according to the prior art is used as a capping film as shown in FIG. 21B, hydrogen and OH ligand of water vapor deteriorate the leakage current characteristics of the MIM capacitor during the deposition process.

제2 실시예Second embodiment

도 22는 본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법의 제2 실시예를 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다.22 is a flowchart illustrating a second embodiment of a thin film formation method using the atomic layer deposition method of the present invention.

구체적으로, 기판(도 3의 15), 예컨대 실리콘 기판을 산화 가스로 산소 플러싱하여 기판(15)의 댕글링 본드를 산소와 결합시키는 종단처리를 실시한다(스텝 21). 상기 산소 플러싱 외에 오존 세정 및 실리콘 산화막 형성 등의 방법을 통해서도 댕글링 본드를 산소와 결합시킬 수 있다. 또한, 상기 기판(15)의 산소 플러싱은필요에 따라 수행하지 않을 수도 있다.Specifically, the substrate (15 in FIG. 3), for example, a silicon substrate is oxygen-flushed with oxidizing gas to terminate the dangling bond of the substrate 15 with oxygen (step 21). In addition to the oxygen flushing, the dangling bond may be combined with oxygen through a method such as ozone cleaning and silicon oxide film formation. In addition, oxygen flushing of the substrate 15 may not be performed if necessary.

다음에, 반응 챔버(도 3의 11)에 기판(15)을 로딩시킨 후 히터(도시 안됨) 및 펌프(19)를 이용하여 반응 챔버(11)를 100∼400℃, 바람직하게는 300∼350℃의 공정온도와 1∼10,000mTorr의 공정 압력으로 유지한다(스텝 23). 상기 공정 온도와 공정 압력은 후속의 공정에서 계속 유지되는 공정 온도와 공정 압력이나, 필요에 따라서는 상기 공정 온도와 공정 압력을 변경시킬 수 도 있다.Next, after loading the substrate 15 into the reaction chamber (11 in FIG. 3), the reaction chamber 11 is 100-400 ° C., preferably 300-350, using a heater (not shown) and a pump 19. It is maintained at a process temperature of 占 폚 and a process pressure of 1 to 10,000 mTorr (step 23). The process temperature and the process pressure may be the process temperature and the process pressure which are continuously maintained in subsequent processes, but the process temperature and the process pressure may be changed as necessary.

다음에, 상기 공정 온도와 공정 압력을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)에 제1 밸브(V1)를 오픈시켜 제1 반응물(11), 예컨대 트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3: TMA)을 가스 라인(A) 및 샤워 헤드(17)를 통하여 상기 기판 표면을 충분히 덮을 수 있는 시간, 예컨대 1m초∼10초 동안 주입한다(스텝 25). 이렇게 되면, 산소로 플러싱된 실리콘 기판 상에 제1 반응물이 화학흡착된다.Subsequently, the first valve V1 is opened in the reaction chamber 11 while maintaining the process temperature and the process pressure to obtain a first reactant 11 such as trimethyl aluminum (Al (CH 3 ) 3 : TMA). Injecting the gas surface A and the shower head 17 for a time sufficient to cover the substrate surface, for example, from 1 m to 10 seconds (step 25). This causes the first reactant to chemisorb onto the silicon substrate flushed with oxygen.

다음에, 상기 공정온도와 공정 압력을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)에 선택적으로 제2 밸브(V2)를 오픈시켜 불활성 가스, 예컨대 아르곤을 0.1∼100초 동안 퍼지한다(스텝 27). 이렇게 되면, 기판(15) 상에 물리 증착된 제1 반응물이 제거된다.Next, the second valve V2 is selectively opened in the reaction chamber 11 while maintaining the process temperature and the process pressure to purge an inert gas such as argon for 0.1 to 100 seconds (step 27). This removes the first reactant physically deposited on the substrate 15.

다음에, 상기 공정온도와 공정 압력을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)에 제3 밸브(V3)를 오픈시켜 샤워 헤드(17)를 통하여 제2 반응물, 예컨대 수산화기가 포함되지 않은 산화 가스를 주입한다(스텝 29). 상기 제2 반응물로는 N2O, O2, O3또는 CO2가스를 이용할 수 있다. 이렇게 되면, 상기 화학흡착된 제1 반응물과 제2 반응물은 반응하여, 상기 제1 반응물이 금속-산소 원자층으로 치환된다. 상기 제2 반응물은 제1 반응물과 반응성이 작으나 후에 설명되는 바와 같이 금속 산화막 내에 수산화기를 발생시키지 않으면서 금속-산소 원자층을 형성할 수 있다.Next, the third valve V3 is opened in the reaction chamber 11 while maintaining the process temperature and the process pressure to inject an oxidizing gas containing no second reactant, such as a hydroxyl group, through the shower head 17. (Step 29). N 2 O, O 2 , O 3 or CO 2 gas may be used as the second reactant. In this case, the chemisorbed first reactant and the second reactant react to replace the first reactant with a metal-oxygen atomic layer. The second reactant is less reactive with the first reactant but can form a metal-oxygen atomic layer without generating hydroxyl groups in the metal oxide film, as described later.

다음에, 상기 공정온도 및 공정 압력을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)를 불활성 가스로 0.1∼100초 동안 2차 퍼지하여 불필요한 반응물들을 제거한다(스텝 31).Next, while maintaining the process temperature and the process pressure, the reaction chamber 11 is secondarily purged with an inert gas for 0.1 to 100 seconds to remove unnecessary reactants (step 31).

다음에, 제3 반응물, 예컨대 수증기(H2O)와 같은 산화물을 제4 밸브(V3)를 오픈시켜 샤워 헤드(17)를 통하여 상기 기판의 표면을 충분히 덮을 수 있는 시간, 예컨대 1m초∼10초 동안 주입한다(스텝 33). 이렇게 되면, 상기 제3 반응물은 상기 제2 반응물에 비하여 제1 반응물과 반응성이 좋기 때문에 흡착된 제1 반응물중 반응하지 않고 남은 제1 반응물과 제3 반응물은 반응하여 금속-산소 원자층으로 치환된다. 이때, 상기 수산화기를 포함하지 않은 제2 반응물과 제1 반응물을 미리 반응시켜 상기 제1 반응물의 절대량을 감소시켰기 때문에 수산화기의 발생이 억제된 원자층 단위의 금속 산화막이 형성된다.Next, an oxide such as a third reactant, for example, water vapor (H 2 O), may open the fourth valve V3 to sufficiently cover the surface of the substrate through the shower head 17, for example, 1 m second to 10 minutes. Inject for seconds (step 33). In this case, since the third reactant is more reactive with the first reactant than the second reactant, the first reactant and the third reactant which remain unreacted in the adsorbed first reactant react and are replaced with the metal-oxygen atomic layer. . In this case, since the absolute amount of the first reactant is reduced by reacting the second reactant including the hydroxyl group with the first reactant in advance, a metal oxide film in atomic layer units in which generation of hydroxyl groups is suppressed is formed.

본 실시예에서, 상기 금속 산화막으로 알루미늄 산화막(Al2O3)으로 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, Nb2O5, CeO2, Y2O3, SiO2, In2O3, RuO2, IrO2, SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, CaRuO3, (Ba,Sr)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb,La)(Zr,Ti)O3, (Sr,Ca)RuO3, (Ba,Sr)RuO3, Sn 도핑된 In2O3(ITO), 또는 Zr 도핑된 I2O3막을 형성할 수 도 있다.In the present embodiment, the metal oxide film is described as an aluminum oxide film (Al 2 O 3 ) as an example, the present invention is TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , Y 2 O 3, SiO 2, In 2 O 3, RuO 2, IrO 2, SrTiO 3, PbTiO 3, SrRuO 3, CaRuO 3, (Ba, Sr) TiO 3, Pb (Zr, Ti) O 3, (Pb, La (Zr, Ti) O 3 , (Sr, Ca) RuO 3 , (Ba, Sr) RuO 3 , Sn doped In 2 O 3 (ITO), or Zr doped I 2 O 3 films may also be formed. .

다음에, 상기 공정온도와 공정 압력을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)를 불활성 가스로 0.1∼100초 동안 3차 퍼지하여 불필요한 반응물들을 제거하여 원자층 단위의 금속 산화막을 형성하는 하나의 사이클을 완료한다(스텝 35). 필요에 따라 상기 3차 퍼지 후에 수산화기가 없는 제2 반응물의 주입 및 퍼지하는 단계를 더 수행하여 제3 반응물과 제1 반응물의 반응을 최대한 억제시킬 수 있다.Next, one cycle of purging the reaction chamber 11 with an inert gas for 0.1 to 100 seconds while maintaining the process temperature and the process pressure to remove unnecessary reactants to form a metal oxide film in atomic layer units. Complete (step 35). If necessary, after the third purge, a step of injecting and purging the second reactant having no hydroxyl group may be further performed to suppress the reaction of the third reactant and the first reactant as much as possible.

이후에, 기판 상에 형성된 금속 산화막이 적정 두께, 예컨대 10Å 내지 1000Å 정도인지를 확인한다(스텝 37). 적정 두께이면 금속 산화막의 형성 단계를 완료하고, 적정 두께가 아니면 상기 제1 반응물 주입 단계(스텝 25)부터 3차 퍼지 단계(스텝 35)까지를 주기적(cycle)으로 반복 수행한다.Then, it is confirmed whether the metal oxide film formed on the board | substrate is an appropriate thickness, for example, about 10 kV-1000 kPa (step 37). If the thickness is appropriate, the step of forming the metal oxide film is completed. If the thickness is not appropriate, the first reactant injection step (step 25) to the third purge step (step 35) are repeatedly performed.

도 23a 내지 도 23d는 본 발명의 제2 실시예의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 따라 알루미늄 산화막을 형성할 때 기판 상에 흡착되는 반응물의 결합 관계를 설명하기 위하여 도시한 도면들이다.23A to 23D are diagrams for explaining a coupling relationship of reactants adsorbed on a substrate when forming an aluminum oxide film according to the thin film formation method using the atomic layer deposition method of the second embodiment of the present invention.

구체적으로, 기판(15), 예컨대 실리콘 기판(15)을 산소로 플러싱을 산소로 플러싱하여 도 23a와 같이 기판(15)의 댕글링 본드를 산소와 결합되도록 한다. 상기 기판(15)의 산소 플러싱은 필요에 따라 수행하지 않을 수 도 있다.Specifically, the flushing of the substrate 15, for example, the silicon substrate 15 with oxygen, is flushed with oxygen, such that the dangling bond of the substrate 15 is combined with oxygen as shown in FIG. 23A. Oxygen flushing of the substrate 15 may not be performed if necessary.

다음에, 상기 100∼400℃의 공정 온도와 1∼10,000mTorr의 공정 압력이 유지되는 반응 챔버(11)에 제1 반응물인 트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3)을 주입한 후 아르곤 가스로 퍼징한다. 이렇게 되면, 도 23b와 같이 산소로 플러싱된 기판(15) 상에제1 반응물이 흡착된다. 즉, 실리콘 기판 상에는 Si-O, Si-O-CH3또는 Si-O-Al-CH3등의 여러 가지 형태가 존재한다.Next, trimethyl aluminum (Al (CH 3 ) 3 ), which is the first reactant, is injected into the reaction chamber 11 at which the process temperature of 100 to 400 ° C. and the process pressure of 1 to 10,000 mTorr are maintained, and then purged with argon gas. do. In this case, the first reactant is adsorbed onto the substrate 15 flushed with oxygen as shown in FIG. 23B. That is, there are various types such as a silicon substrate formed on the Si-O, Si-O- CH 3 or Si-O-Al-CH 3 .

다음에, 상기 반응 챔버(11)에 수산화기가 포함되지 않은 제2 반응물, 예컨대 N2O, O2, O3또는 CO2를 주입한다. 예를 들어 제2 반응물로 N2O를 사용할 경우 반응식은 다음과 같다.Next, a second reactant containing no hydroxyl group, such as N 2 O, O 2 , O 3 or CO 2 , is injected into the reaction chamber 11. For example, using N 2 O as the second reactant, the reaction formula is as follows.

2Al(CH3)3+ 3N2O → Al2O3+ Al(CH3)3+ 3C2H6+ 3N22Al (CH 3 ) 3 + 3N 2 O → Al 2 O 3 + Al (CH 3 ) 3 + 3C 2 H 6 + 3N 2

상기 화학식 5에 보듯이 트리메틸 알루미늄에 수산화기가 포함되지 않는 N2O를 주입하면 트리메틸 알루미늄을 소모하면서 Al2O3이 형성된다. 다시 말하면, 흡착된 제1 반응물과 제2 반응물이 반응하여 제1 반응물이 도 23c에 도시한 바와 같이 금속-산소 원자층으로 치환된다. 즉, 실리콘 기판 상에는 Si-O-Al-O 형태가 많이 만들어진다.As shown in Formula 5, when N 2 O containing no hydroxyl group is injected into trimethyl aluminum, Al 2 O 3 is formed while consuming trimethyl aluminum. In other words, the adsorbed first reactant and the second reactant react to replace the first reactant with the metal-oxygen atomic layer as shown in FIG. 23C. That is, many Si-O-Al-O forms are formed on the silicon substrate.

다음에, 반응 챔버에 제3 반응물, 예컨대 수증기(H2O)를 주입한 후 아르곤 가스로 퍼지한다. 이렇게 되면, 도 23d에 도시한 바와 같이 상기 흡착된 제1 반응물중 상기 제2 반응물과 반응하고 남은 제1 반응물이 제3 반응물과 반응하여 금속-산소 원자층으로 치환된다. 이때, 상기 수산화기를 포함하지 않은 제2 반응물과 제1 반응물을 미리 반응시켜 상기 제1 반응물의 절대량을 감소시켰기 때문에 수산화기의 발생이 억제된 원자층 단위의 금속 산화막이 형성된다.Next, a third reactant, such as water vapor (H 2 O), is injected into the reaction chamber and then purged with argon gas. In this case, as shown in FIG. 23D, the first reactant remaining after reacting with the second reactant in the adsorbed first reactant reacts with the third reactant to be replaced with a metal-oxygen atomic layer. In this case, since the absolute amount of the first reactant is reduced by reacting the second reactant including the hydroxyl group with the first reactant in advance, a metal oxide film in atomic layer units in which generation of hydroxyl groups is suppressed is formed.

여기서, 수산화기의 절대량이 적은 원자층 단위의 알루미늄 산화막이 어떻게 형성되는가를 좀더 자세히 설명한다.Here, how the aluminum oxide film in atomic layer units with a small amount of hydroxyl groups are formed will be described in more detail.

먼저, 본 발명자들은 종래의 ALD법에 의하여 알루미늄 산화막을 형성할 경우 화학식 2와 같은 반응에 의해서는 알루미늄 산화막에 원하지 않은 부산물인 Al(OH)3이 포함된다. 이와 같은 부산물인 Al(OH)3을 확인하기 위하여 본 발명자들은 종래의 ALD법에 의해 형성된 알루미늄 산화막의 XPS 분석을 수행하였다.First, the inventors of the present invention include Al (OH) 3 which is an unwanted by-product in the aluminum oxide film by the reaction as shown in Formula 2 when forming the aluminum oxide film by the conventional ALD method. In order to identify Al (OH) 3 which is such a by-product, the present inventors performed XPS analysis of the aluminum oxide film formed by the conventional ALD method.

도 24는 종래의 원자층 증착법에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 엑스피에스(XPS: x-ray photoelectron spectroscopy) 그래프이다. 도 24에서, X축은 결합 에너지를 나타내며, Y축은 임의 단위(arbitrary unit)의 카운트를 나타낸다.24 is an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) graph of an aluminum oxide film formed by a conventional atomic layer deposition method. In FIG. 24, the X axis represents the binding energy and the Y axis represents the count of arbitrary units.

구체적으로, 종래의 ALD법에 의하여 형성된 알루미늄 산화막의 피크는 535.1eV를 중심으로 오른쪽과 왼쪽의 그래프를 겹쳐 보았을 때 그래프가 겹쳐지지 않고 약간 넓게 나타나는 것을 볼 수 있다. 다시 말하면, 종래의 ALD법에 의해 형성된 알루미늄 산화막은 Al(OH)3이 포함되어 있기 때문에 순수한 알루미늄 산화막이 형성되어 있는 그래프(a)보다 폭이 넓은 그래프(b)가 나타난다.Specifically, it can be seen that the peaks of the aluminum oxide film formed by the conventional ALD method appear slightly wider without overlapping when the graphs on the right and the left are superimposed around 535.1 eV. In other words, since the aluminum oxide film formed by the conventional ALD method contains Al (OH) 3 , a wider graph (b) appears than a graph (a) in which a pure aluminum oxide film is formed.

이상을 고려하여 볼 때, 종래와 같이 트리메틸 알루미늄과 수증기를 바로 반응시키면 화학식 2와 같은 반응에 의하여 수산화기를 포함하는 Al(OH)3이 많이 만들어진다. 따라서, Al(OH)3의 양을 줄이기 위해서는 수증기와 반응하는 트리메틸 알루미늄의 절대량을 줄여야 한다. 그러므로, 본 발명은 트리메틸 알루미늄을 수산화기가 없는 N2O와 미리 반응시켜 트리메틸 알루미늄의 절대량을 줄인 후 다시 수증기와 반응시키기 때문에 수산화기의 절대량이 작은 상태로 원자층 단위의 알루미늄 산화막이 형성된다.In view of the above, when the reaction of trimethyl aluminum and water vapor as in the prior art, Al (OH) 3 including a hydroxyl group is made by a reaction as shown in formula (2). Therefore, to reduce the amount of Al (OH) 3, it is necessary to reduce the absolute amount of trimethyl aluminum that reacts with water vapor. Therefore, in the present invention, since trimethyl aluminum is previously reacted with N 2 O without a hydroxyl group to reduce the absolute amount of trimethyl aluminum and then reacted with water vapor, an aluminum oxide film in atomic layer units is formed with a small amount of hydroxyl groups.

도 25a 및 도 25b는 각각 종래 방법 및 본 발명의 제2 실시예에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 누설전류 특성을 도시한 그래프이다.25A and 25B are graphs showing leakage current characteristics of aluminum oxide films prepared by the conventional method and the second embodiment of the present invention, respectively.

구체적으로, 알루미늄 산화막의 누설 전류 특성을 커패시터에 적용하여 조사하였다. 커패시터의 하부 전극은 폴리실리콘막을 이용하였고, 상부 전극은 폴리실리콘막을 이용하였다. 도 25a 및 도 25b에서, 첫 번째 곡선(a 및 c)은 하부 전극을 그라운드와 연결하고 상부 전극은 0∼5V까지 전압을 인가하면서 유전막을 통하여 흐르는 셀당 전류의 양을 측정한 것이고, 두 번째 곡선(b, d)은 첫 번째 측정한 후 다시 동일한 조건으로 측정한 결과이다. 도 25b에 보듯이 본원 발명에 의하여 형성된 알루미늄 산화막을 유전막으로 채용한 경우가 종래의 도 25a와 비교하여 동일 전압, 예컨대 2V에서 누설전류가 작고 첫 번째 및 두 번째 곡선 사이의 거리도 짧아 누설전류특성이 향상됨을 알 수 있다.Specifically, the leakage current characteristics of the aluminum oxide film were applied to the capacitor and investigated. The lower electrode of the capacitor used a polysilicon film, and the upper electrode used a polysilicon film. 25A and 25B, the first curves a and c measure the amount of current per cell flowing through the dielectric film while connecting the lower electrode to ground and the upper electrode applying a voltage from 0 to 5V, and the second curve. (b, d) is the result of measuring under the same conditions again after the first measurement. As shown in FIG. 25B, when the aluminum oxide film formed by the present invention is adopted as a dielectric film, the leakage current characteristics are shorter than the conventional voltage of FIG. It can be seen that this is improved.

제3 실시예Third embodiment

도 26은 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이고, 도 27은 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성시 반응물의 공급을 도시한 타이밍 다이아그램이다. 도 26 및 도 27에서는 알루미늄 산화막을 형성하는 과정을 예로 들어 설명한다.FIG. 26 is a flowchart illustrating a method of forming a thin film using the atomic layer deposition method according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 27 is a reactant in forming a thin film using the atomic layer deposition method according to a third embodiment of the present invention. Is a timing diagram showing the supply of. 26 and 27, a process of forming an aluminum oxide film will be described as an example.

구체적으로, 기판(15), 예컨대 실리콘 기판을 산화 또는 질화 가스를 이용하여 질소 또는 산소로 플러싱(flushing)하여 기판(15)의 댕글링 본드를 산소 또는 질소로 종단 처리한다(스텝 41). 상기 산소 또는 질소 플러싱은 도 3에 도시한 바와 같은 원자층 박막 형성 장치를 그대로 이용할 수도 있고, 다른 장치를 이용할 수 도 있다. 그리고, 상기 산소 또는 질소 플러싱 외에 오존 세정, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 형성 등의 방법을 통해서도 댕글링 본드를 산소 또는 질소와 결합시킬 수 있다. 또한, 상기 기판(15)의 산소 또는 질소 플러싱은 필요에 따라 수행하지 않을 수도 있다.Specifically, the dangling bonds of the substrate 15 are terminated with oxygen or nitrogen by flushing the substrate 15, for example, the silicon substrate with nitrogen or oxygen using an oxidizing or nitriding gas (step 41). For the oxygen or nitrogen flushing, the atomic layer thin film forming apparatus as shown in FIG. 3 may be used as it is, or another apparatus may be used. In addition to the oxygen or nitrogen flushing, the dangling bond may be combined with oxygen or nitrogen through a method such as ozone cleaning, silicon oxide film, or silicon nitride film formation. In addition, oxygen or nitrogen flushing of the substrate 15 may not be performed if necessary.

다음에, 반응 챔버(11)에 기판(15)을 로딩시킨 후 히터(도시 안됨) 및 펌프(19)를 이용하여 반응 챔버(11)를 100∼400℃, 바람직하게는 300∼350℃의 온도와 1∼10,000mTorr의 압력의 공정 조건으로 유지시킨다(스텝 43). 상기 공정 조건은 후속 스텝에서 계속 유지되나 필요에 따라서는 변경시킬 수 도 있다.Next, after loading the substrate 15 into the reaction chamber 11, the temperature of the reaction chamber 11 is 100 to 400 ° C, preferably 300 to 350 ° C using a heater (not shown) and a pump 19. And maintained at process conditions of a pressure of 1 to 10,000 mTorr (step 43). The process conditions are maintained in subsequent steps but may be changed as necessary.

다음에, 상기 공정 조건을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)에 제1 밸브(V1)를 오픈시켜 제1 반응물(11), 예컨대 트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3: TMA)의 금속 반응물을 가스 라인(A) 및 샤워 헤드(17)를 통하여 상기 기판 표면을 충분히 덮을 수 있는 시간, 예컨대 1m초∼10초 동안 주입한다(스텝 45). 이렇게 되면, 산소 또는 질소로 플러싱된 기판 상에 제1 반응물이 화학흡착된다.Next, while maintaining the process conditions, the first valve V1 is opened in the reaction chamber 11 to obtain a metal reactant of the first reactant 11, for example, trimethyl aluminum (Al (CH 3 ) 3 : TMA). Injecting the gas surface A and the shower head 17 for a time sufficient to cover the substrate surface, for example, from 1 m to 10 seconds (step 45). This causes the first reactant to chemisorb onto the substrate flushed with oxygen or nitrogen.

다음에, 상기 공정 조건을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)에 선택적으로 제2 밸브(V2)를 오픈시켜 불활성 가스, 예컨대 아르곤 가스를 0.1∼100초 동안 1차 퍼지한다(스텝 47). 이렇게 되면, 기판(15) 상에 물리 증착된 제1 반응물이 제거된다.Next, the second valve V2 is selectively opened in the reaction chamber 11 while the process conditions are maintained, and the inert gas such as argon gas is first purged for 0.1 to 100 seconds (step 47). This removes the first reactant physically deposited on the substrate 15.

다음에, 상기 공정 조건을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)에 제3 밸브(V3)를 오픈시켜 샤워 헤드(17)를 통하여 제2 반응물, 예컨대 수증기(H2O)와 같은 산화력이 우수한 산화 가스를 주입한다(스텝 49).Next, the third valve V3 is opened in the reaction chamber 11 while the process conditions are maintained, and the oxidation power such as the second reactant such as water vapor H 2 O is excellent through the shower head 17. Gas is injected (step 49).

이렇게 되면, 상기 화학흡착된 제1 반응물과 제2 반응물은 반응하고 화학치환에 의하여 원자층 단위의 박막, 즉 알루미늄 산화막이 형성된다. 즉, TMA의 CH3과 H2O의 H는 반응하여 CH4로 제거되고 TMA의 Al과 H2O의 O가 반응하여 Al2O3이 형성된다. 그런데, 상기 원자층 박막 형성시 공정온도가 400℃ 이하의 저온에서 수행되기 때문에 TMA가 완전히 분해되지 않아 알루미늄 산화막 내에 탄소나 OH 본드 등의 불순물이 많이 형성된다.In this case, the chemisorbed first reactant and the second reactant react, and a thin film of an atomic layer unit, that is, an aluminum oxide film is formed by chemical substitution. That is, CH 3 of TMA and H of H 2 O react with each other to remove CH 4 , and Al of O 2 and O of H 2 O react with each other to form Al 2 O 3 . However, since the process temperature is performed at a low temperature of 400 ° C. or lower when forming the atomic layer thin film, many impurities such as carbon or OH bond are formed in the aluminum oxide film because TMA is not completely decomposed.

다음에, 상기 공정 조건을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)를 불활성 가스, 예컨대 아르곤 가스를 0.1∼100초 동안 2차 퍼지하여 상기 미반응되고 물리흡착되어 있는 제2 반응물을 제거한다(스텝 51).Next, while maintaining the process conditions, the reaction chamber 11 is secondarily purged with an inert gas such as argon gas for 0.1 to 100 seconds to remove the unreacted and physically adsorbed second reactant (step 51). ).

다음에, 상기 반응 챔버에 상기 불순물 제거 및 화학양론 향상용 제3 반응물, 예컨대 오존과 같은 산화 가스를 제4 밸브(V4) 및 샤워 헤드(17)를 통하여 상기 박막이 형성된 기판의 표면을 충분히 덮을 수 있는 시간, 예컨대 1m초∼10초 동안 주입한다(스텝 53). 이렇게 되면, 상기 원자층 단위의 박막에 포함되어 있는 탄소나 OH 본드 등의 불순물을 제거할 수 있고 알루미늄 산화막의 산소 결핍을 해결할 수 있어 우수한 화학양론적인 박막을 얻을 수 있다.Next, the reaction chamber sufficiently covers the surface of the substrate on which the thin film is formed through the fourth valve V4 and the shower head 17 with an oxidizing gas such as the third reactant for removing impurities and stoichiometric enhancement, for example, ozone. Inject for a possible time, for example, from 1 m to 10 seconds (step 53). In this case, impurities such as carbon, OH bond, and the like contained in the thin film of the atomic layer unit can be removed, and oxygen deficiency of the aluminum oxide film can be solved, thereby obtaining an excellent stoichiometric thin film.

다음에, 상기 공정 조건을 유지한 상태에서 반응 챔버(11)를 불활성 가스로 0.1∼100초 동안 3차 퍼지하여 미반응되고 물리흡착된 제3 반응물을 제거하여 원자층 단위의 박막을 형성하는 하나의 사이클을 완료한다(스텝 55).Next, the third reaction chamber 11 is purged with an inert gas for 0.1 to 100 seconds while the process conditions are maintained to remove the unreacted and physisorbed third reactant to form a thin film of atomic layer units. Complete the cycle of (step 55).

이후에, 기판 상에 형성된 원자층 단위의 박막이 적정 두께, 예컨대 10Å 내지 1000Å 정도인지를 확인한다(스텝 57). 적정 두께이면 박막의 형성 단계를 완료하고, 적정 두께가 아니면 상기 제1 반응물 주입 단계(스텝 45)부터 불활성 가스 3차 퍼지 단계(스텝 55)까지를 주기적(cycle)으로 반복 수행한다.Then, it is confirmed whether the thin film of the atomic layer unit formed on the board | substrate is a suitable thickness, for example, about 10 micrometers-1000 micrometers (step 57). If the thickness is appropriate, the step of forming the thin film is completed. If the thickness is not appropriate, the first reactant injection step (step 45) to the inert gas tertiary purge step (step 55) are repeated periodically.

본 실시예에서, 상기 제1 반응물, 제2 반응물 및 제3 반응물을 각각 금속 반응물인 트리메틸 알루미늄(Al(CH3)3: TMA), 산화 가스인 수증기, 불순물 제거 및 화학양론 향상용 오존 가스를 이용하여 금속 산화막인 알루미늄 산화막을 형성하였으나, 제1 반응물, 제2 반응물 및 제3 반응물을 각각 금속 반응물인 TiCl4, 질화 가스인 NH3및 불순물 제거 및 화학양론 향상용 질소 가스를 이용하면 금속 질화막인 타이타늄 질화막을 형성할 수 있다.In the present embodiment, the first reactant, the second reactant and the third reactant are trimethyl aluminum (Al (CH 3 ) 3 : TMA), which is a metal reactant, water vapor, an oxidizing gas, and an ozone gas for removing impurities and improving stoichiometry. An aluminum oxide film, which is a metal oxide film, was formed. However, when the first reactant, the second reactant, and the third reactant were respectively used as a metal reactant, TiCl 4 , a nitride gas, NH 3, and an impurity removal and stoichiometric nitrogen gas, A phosphorus titanium nitride film can be formed.

더욱이, 본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하면 상기 알루미늄 산화막, 타이타늄 질화막 이외에 단원자 산화물, 복합 산화물, 단원자 질화물 또는 복합 질화물을 형성할 수도 있다. 상기 단원자 산화물의 예로는 TiO2, Ta2O5,ZrO2, HfO2, Nb2O5, CeO2, Y2O3, SiO2, In2O3, RuO2또는 IrO2등을 들 수 있으며, 복합 산화물의 예로는 SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, CaRuO3, (Ba,Sr)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3,(Pb.La)(Zr,Ti)O3, (Sr,Ca)RuO3, Sn이 도핑된 In2O3, Fe가 도핑된 In2O3또는 Zr이 도핑된 In2O3을 들 수 있다. 또한, 상기 단원자 질화물의 예로는 SiN, NbN, ZrN, TaN, Ya3N5, AlN, GaN, WN 또는 BN을 들 수 있으며, 상기 복합 질화물의 예로는 WBN, WSiN, TiSiN, TaSiN, AlSiN 또는 AlTiN을 들 수 있다.Further, according to the thin film forming method using the atomic layer deposition method of the present invention, it is also possible to form monoatomic oxides, complex oxides, monoatomic nitrides or complex nitrides in addition to the aluminum oxide film and titanium nitride film. Examples of the monoatomic oxide include TiO 2 , Ta 2 O 5, ZrO 2 , HfO 2 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , Y 2 O 3 , SiO 2 , In 2 O 3 , RuO 2 or IrO 2 . number, and examples of the complex oxide are SrTiO 3, PbTiO 3, SrRuO 3 , CaRuO 3, (Ba, Sr) TiO 3, Pb (Zr, Ti) O 3, (Pb.La) (Zr, Ti) O 3, (Sr, Ca) RuO 3, Sn may be mentioned doping of in 2 O 3, Fe is doped in 2 O 3 or in 2 O 3 doped with Zr. Further, examples of the monoatomic nitride include SiN, NbN, ZrN, TaN, Ya 3 N 5 , AlN, GaN, WN or BN, and examples of the composite nitride include WBN, WSiN, TiSiN, TaSiN, AlSiN or AlTiN can be mentioned.

또한, 상술한 본 발명의 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하여 마련된 박막을 반도체 소자에 적용할 수 있다. 그 예로는 게이트 산화막, 커패시터의 전극, 에칭 방지막, 반응 방지용 캡핑막, 사진 공정시의 반사 방지막, 배리어 금속막, 선택 증착용 막, 금속 게이트 전극 등으로 들 수 있다.Moreover, the thin film provided by the thin film formation method using the atomic layer deposition method of this invention mentioned above can be applied to a semiconductor element. Examples thereof include a gate oxide film, an electrode of a capacitor, an anti-etching film, a reaction preventing capping film, an antireflection film during a photolithography process, a barrier metal film, a selective deposition film, a metal gate electrode, and the like.

도 28은 본 발명의 제3 실시예의 원자층 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 사이클당 두께를 도시한 그래프이다.FIG. 28 is a graph showing the thickness per cycle of an aluminum oxide film manufactured by the method for forming an atomic layer thin film of the third embodiment of the present invention.

구체적으로, X축은 사이클수를 나타낸다. 여기서, 하나의 사이클은 제1 반응물 주입, 물리흡착된 제1 반응물의 퍼지, 제2 반응물 주입, 물리흡착된 제2 반응물 퍼지, 제3 반응물 주입 및 물리흡착된 제3 반응물의 퍼지하는 단계를 포함한다. 또한, Y축은 알루미늄 산화막의 두께를 나타낸다. 도 28에 도시된 바와 같이 본 발명의 박막 제조 방법에 의하면, 알루미늄 산화막이 사이클당 1.1Å의 두께로 성장되며, 사이클수에 따라 선형적으로 두께가 비례하여 증가하기 때문에 원자층 증착법으로 알루미늄 산화막이 잘 형성됨을 알 수 있다.Specifically, the X axis represents the cycle number. Here, one cycle includes injecting the first reactant, purging the physisorbed first reactant, injecting the second reactant, purging the second reactant physisorbed, injecting the third reactant and physisorbed third reactant do. In addition, the Y axis represents the thickness of the aluminum oxide film. As shown in FIG. 28, according to the thin film manufacturing method of the present invention, the aluminum oxide film is grown to a thickness of 1.1 당 per cycle, and the aluminum oxide film is formed by atomic layer deposition because the thickness increases linearly with the number of cycles. It can be seen that it is well formed.

도 29는 본 발명의 제3 실시예에 따라 원자층 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 기판내 균일도를 설명하기 위하여 도시한 그래프이다.FIG. 29 is a graph illustrating uniformity in a substrate of an aluminum oxide film manufactured by an atomic layer thin film forming method according to a third exemplary embodiment of the present invention.

구체적으로, X축은 8인치 기판의 중앙점, 상기 중앙점을 중심으로 1.75인치의 반경을 가지는 원에서 90도 간격으로 4점, 상기 중앙점을 중심으로 3.5인치의 반경을 가지는 원에서 90도 간격으로 4점을 합하여 총 9점의 측정 위치를 나타낸다. Y축은 알루미늄 산화막의 두께를 나타낸다. 도 29에 도시된 바와 같이 8인치 기판내에서 균일도가 매우 우수한 것을 알 수 있다.Specifically, the X-axis is the center point of the 8-inch substrate, 4 points at 90-degree intervals in a circle having a radius of 1.75 inches around the center point, 90 degrees in a circle having a radius of 3.5 inches around the center point 4 points are added to represent the total 9 measurement points. The Y axis represents the thickness of the aluminum oxide film. As shown in FIG. 29, it can be seen that uniformity is very excellent in an 8-inch substrate.

도 30a 및 도 30b는 각각 엑스피에스(XPS: x-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 종래 기술 및 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 알루미늄 피크를 분석한 그래프이다.30A and 30B illustrate an aluminum peak of an aluminum oxide film prepared by the method of forming an atomic layer thin film according to the prior art and the third embodiment of the present invention using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), respectively. It is a graph.

구체적으로, X축은 본딩 에너지를 나타내며, Y축은 전자의 개수를 나타낸다. 종래의 알루미늄 산화막은 도 30a에 도시한 바와 같이 Al-Al 본딩이 많이 나타난다. 이에 반하여, 본 발명의 알루미늄 산화막은 도 30b에 도시된 바와 같이 Al-Al 본딩은 거의 나타나지 않고 Al-O 본딩이 주로 나타난다. 이를 통해, 본 발명의 알루미늄 산화막은 화학양론이 우수함을 알 수 있다.Specifically, the X axis represents bonding energy and the Y axis represents the number of electrons. In the conventional aluminum oxide film, as shown in FIG. 30A, Al-Al bonding appears a lot. In contrast, in the aluminum oxide film of the present invention, Al-Al bonding hardly appears and Al-O bonding mainly appears, as shown in FIG. 30B. Through this, it can be seen that the aluminum oxide film of the present invention is excellent in stoichiometry.

도 31a 및 도 31b는 각각 엑스피에스를 이용하여 종래 기술 및 본 발명의 제3 실시예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하여 제조된 알루미늄 산화막의 탄소 피크를 분석한 그래프이다.31A and 31B are graphs of carbon peaks of aluminum oxide films prepared by a thin film formation method using the atomic layer deposition method according to the prior art and the third embodiment of the present invention using XPS, respectively.

구체적으로, X축은 본딩 에너지를 나타내며, Y축은 전자의 개수를 나타낸다. 종래의 알루미늄 산화막은 도 31a에 도시한 바와 같이 탄소 피크가 나타난다. 이는 알루미늄 산화막내에 탄소가 많이 함유되어 있음을 의미한다. 이에 반하여, 본 발명에 의한 알루미늄 산화막은 도 31b에 도시한 바와 같이 종래와 비교하여 탄소 피크가 거의 나타나지 않는다. 따라서, 본 발명에 의하면 탄소 등의 불순물이 감소된 알루미늄 산화막을 얻을 수 있다.Specifically, the X axis represents bonding energy and the Y axis represents the number of electrons. In the conventional aluminum oxide film, a carbon peak appears as shown in FIG. 31A. This means that a large amount of carbon is contained in the aluminum oxide film. In contrast, the aluminum oxide film according to the present invention hardly exhibits a carbon peak as shown in Fig. 31B. Therefore, according to the present invention, an aluminum oxide film with reduced impurities such as carbon can be obtained.

제4 실시예Fourth embodiment

도 32는 본 발명의 제4 실시예에 의한 원자층 박막 형성 방법을 설명하기 위하여 도시한 흐름도이다. 도 32에서, 도 22와 동일한 참조번호는 동일한 부재를 나타낸다.32 is a flowchart illustrating a method of forming an atomic layer thin film according to a fourth embodiment of the present invention. In Fig. 32, the same reference numerals as in Fig. 22 denote the same members.

구체적으로, 본 발명의 제4 실시예는 제2 실시예와 제3 실시예를 혼합한 방법이다. 즉, 제2 실시예의 3차 퍼지 후에 제3 실시예와 같이 상기 반응 챔버에 상기 불순물 제거 및 화학양론 향상용으로 제4 반응물, 예컨대 오존 가스와 같은 산화 가스를 제3 밸브(V3) 및 샤워 헤드(17)를 통하여 상기 박막이 형성된 기판의 표면을 충분히 덮을 수 있는 시간, 예컨대 1m초∼10초 동안 주입한 후(스텝 36a) 4차 퍼지하는 것(스텝 36b)을 제외하고는 동일하다.Specifically, the fourth embodiment of the present invention is a method in which the second embodiment and the third embodiment are mixed. That is, after the third purge of the second embodiment, a oxidizing gas such as a fourth reactant, for example, ozone gas, is added to the reaction chamber to remove the impurities and improve the stoichiometry of the reaction chamber as in the third embodiment. The same procedure is followed except that the injection is performed for a time that can sufficiently cover the surface of the substrate on which the thin film is formed through (17), for example, from 1 m to 10 seconds (step 36a) and the fourth purge (step 36b).

이렇게 되면, 상기 원자층 단위의 금속 산화막에 포함되어 있는 탄소나 OH 본드 등의 불순물을 제거할 수 있고 산소 결핍을 해결할 수 있어 우수한 화학양론적인 박막을 얻을 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 원자층 증착법에 의하여 박막을 형성함에 있어서 주반응물들 외에 박막의 불순물 제거 및 보다 완전한 반응을 통한 박막의 질을 향상시키기 위하여 주반응물 유입 전 또는 후에 주반응물끼리 반응확률을 높여 원하는 박막의 질과 부산물의 농도를 최소화시킨다. 그리고, 본 발명은 반응 메카니즘에서 수산화기를 발생시키지 않는 반응물을 사용하여 박막 내의부산물의 농도를 줄인다.In this case, impurities such as carbon, OH bond, and the like contained in the metal oxide film of the atomic layer unit can be removed, and oxygen deficiency can be solved, thereby obtaining an excellent stoichiometric thin film. In other words, the present invention is to increase the probability of reaction between the main reactants before or after the main reactants in order to improve the quality of the thin film through the removal of impurities and the more complete reaction in addition to the main reactants in forming the thin film by the atomic layer deposition method Minimize the quality of the desired thin film and byproduct concentration. In addition, the present invention uses reactants that do not generate hydroxyl groups in the reaction mechanism to reduce the concentration of byproducts in the thin film.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하면, 제2 반응물(B)에서 제1 반응물(A)로 라디칼의 이동 없이 결합 에너지 차이에 의하여 제1 반응물(A)의 리간드가 분리된다. 그리고, 리간드간의 결합에 의하여 휘발성의 기상물질이 형성되고 이 기상물질은 퍼지에 의하여 제거된다. 결과적으로, 본 발명의 원자층 층착법을 이용한 박막 형성 방법은 라디칼의 이동이 없어 부반응에 의하여 박막 내에 발생하는 불순물을 줄일 수 있다.As described above, according to the method for forming a thin film using the atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention, the first reactant (A) by the binding energy difference without the transfer of radicals from the second reactant (B) to the first reactant (A) ) Ligands are separated. Then, a volatile gaseous substance is formed by the binding between the ligands, and the gaseous substance is removed by purging. As a result, the thin film formation method using the atomic layer deposition method of the present invention can reduce the impurities generated in the thin film due to side reactions because there is no movement of radicals.

또한, 본 발명의 다른 예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하면, 원자층 증착법을 사용하여 금속 산화막을 형성할 때 제1 반응물을 수산화기가 없는 제2 반응물과 미리 반응시켜 제1 반응물의 절대량을 줄인 다음 제1 반응물과 수산화기가 있는 제3 반응물을 다시 반응시킴으로써 금속 산화막 내에 수산화기의 부산물의 생성을 억제시킬 수 있다. 예컨대, 본 발명은 트리메틸 알루미늄을 수산화기가 없는 N2O와 미리 반응시켜 트리메틸 알루미늄의 절대량을 줄인 후 다시 수증기와 반응시키면 수산화기의 절대량이 작은 상태로 알루미늄 산화막을 형성할 수 있다.In addition, according to the thin film formation method using the atomic layer deposition method according to another embodiment of the present invention, when forming the metal oxide film using the atomic layer deposition method, the first reactant is reacted with the second reactant without a hydroxyl group in advance to obtain the first reactant. By reducing the absolute amount and then reacting the first reactant with the third reactant having a hydroxyl group, it is possible to suppress the generation of by-products of the hydroxyl group in the metal oxide film. For example, in the present invention, when trimethyl aluminum is previously reacted with N 2 O without a hydroxyl group to reduce the absolute amount of trimethyl aluminum and then reacted with water vapor, the aluminum oxide film can be formed with a small amount of hydroxyl groups.

또한, 본 발명의 다른 예에 의한 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법에 의하면, 원자층 증착법을 이용할 때 반응챔버에 박막을 형성하는 박막 형성용 제1 반응물 및 제2 반응물 외에 불순물 제거 및 화학양론 향상용 제3 반응물을 주입 및 퍼지한다. 이렇게 되면, 불순물이 함유되지 않고 화학양론이 우수한 박막을 얻을수 있다.In addition, according to the thin film formation method using the atomic layer deposition method according to another embodiment of the present invention, in addition to the first and second reactants for thin film formation to form a thin film in the reaction chamber when using the atomic layer deposition method, impurities are removed and stoichiometry is improved. Inject and purge the solvent third reactant. In this way, a thin film free of impurities and excellent in stoichiometry can be obtained.

Claims (28)

기판을 포함하는 반응 챔버에 박막을 이루는 원소와 리간드를 포함하는 제1 반응물을 주입하여 상기 기판 상에 제1 반응물을 화학흡착시키는 단계;Chemically adsorbing a first reactant on the substrate by injecting a first reactant including an element and a ligand forming a thin film into a reaction chamber including a substrate; 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제1 반응물을 제거하는 단계; 및Purging the reaction chamber with an inert gas to remove the physisorbed first reactant; And 상기 반응 챔버에 상기 박막을 이루는 원소와의 결합 에너지가 상기 리간드보다 큰 제2 반응물을 주입하여 상기 박막을 이루는 원소와 제2 반응물의 화학반응에 의하여 원자층 단위의 박막을 형성함과 동시에 부반응물의 생성 없이 상기 리간드를 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.Injecting a second reactant having a binding energy greater than that of the ligand in the reaction chamber into the reaction chamber to form a thin film in atomic layer units by chemical reaction of the element forming the thin film and the second reactant, and at the same time, a side reaction product. Thin film formation method using the atomic layer deposition method comprising the step of removing the ligand without the formation of. 제1항에 있어서, 상기 제1 반응물은 Al(CH3)3이며, 상기 제2 반응물은 활성화된 산화제인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 1, wherein the first reactant is Al (CH 3 ) 3 and the second reactant is an activated oxidant. 제2항에 있어서, 상기 활성화된 산화제는 오존(O3), 플라즈마 산소(O2) 또는 플라즈마 산화 질소(N2O)인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 2, wherein the activated oxidant is ozone (O 3 ), plasma oxygen (O 2 ), or plasma nitrogen oxide (N 2 O). 제1항에 있어서, 상기 제2 반응물의 주입 단계 후에 상기 챔버를 불활성 가스로 퍼지하여 물리흡착된 제2 반응물을 제거하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 1, further comprising purging the chamber with an inert gas after the injection of the second reactant to remove the physically adsorbed second reactant. 제4항에 있어서, 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 상기 물리흡착된 제2 반응물의 제거 단계를 복수회 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 4, wherein the removing of the physisorbed second reactant is repeated a plurality of times from the injection of the first reactant. 기판을 포함하는 반응 챔버에 제1 반응물을 주입하여 상기 기판 상에 제1 반응물을 화학흡착시키는 단계;Injecting a first reactant into a reaction chamber comprising a substrate to chemisorb the first reactant onto the substrate; 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제1 반응물을 제거하는 단계;Purging the reaction chamber with an inert gas to remove the physisorbed first reactant; 상기 반응 챔버에 수산화기를 포함하지 않은 제2 반응물을 주입하여 상기 화학흡착된 제1 반응물을 금속-산소 원자층으로 치환시키는 단계;Injecting a second reactant containing no hydroxyl group into the reaction chamber to replace the chemisorbed first reactant with a metal-oxygen atomic layer; 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제2 반응물을 제거하는 단계; 및Purging the reaction chamber with an inert gas to remove the physisorbed second reactant; And 상기 반응 챔버에 제3 반응물을 주입하여 상기 화학흡착된 제1 반응물의 나머지를 금속-산소 원자층으로 치환시켜 수산화기의 생성이 억제된 상태로 원자층 단위의 금속 산화막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.Injecting a third reactant into the reaction chamber to replace the remainder of the chemisorbed first reactant with a metal-oxygen atomic layer to form a metal oxide film in atomic layer units in a state where generation of hydroxyl groups is suppressed; Thin film formation method using the atomic layer deposition method characterized in that. 제6항에 있어서, 상기 제1 반응물은 금속 반응물이며, 상기 수산화기를 포함하지 않은 제2 반응물은 N2O, O2, O3또는 CO2이며, 상기 제3 반응물은 산화 가스인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 6, wherein the first reactant is a metal reactant, the second reactant without a hydroxyl group is N 2 O, O 2 , O 3 or CO 2 , characterized in that the third reactant is an oxidizing gas Thin film formation method using the atomic layer deposition method. 제6항에 있어서, 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 제3 반응물의 주입 단계까지 상기 반응 챔버의 온도는 100∼400℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 6, wherein the temperature of the reaction chamber is maintained at 100 to 400 ° C. from the injection of the first reactant to the injection of the third reactant. 제6항에 있어서, 상기 금속 산화막은 Al2O3, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, Nb2O5, CeO2, Y2O3, SiO2, In2O3, RuO2, IrO2, SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, CaRuO3, (Ba,Sr)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb,La)(Zr,Ti)O3, (Sr,Ca)RuO3, (Ba,Sr)RuO3, Sn 도핑된 In2O3(ITO), 또는 Zr 도핑된 I2O3인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 6, wherein the metal oxide film is Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , Y 2 O 3 , SiO 2 , In 2 O 3 , RuO 2, IrO 2, SrTiO 3 , PbTiO 3, SrRuO 3, CaRuO 3, (Ba, Sr) TiO 3, Pb (Zr, Ti) O 3, (Pb, La) (Zr, Ti) O 3, (Sr , Ca) RuO 3 , (Ba, Sr) RuO 3 , Sn doped In 2 O 3 (ITO), or Zr doped I 2 O 3 A thin film formation method using the atomic layer deposition method. 제6항에 있어서, 상기 기판이 실리콘 기판일 경우, 상기 제1 반응물의 주입 전에 산화 가스를 주입하여 기판 표면의 댕글링 본드를 종단 처리하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 6, wherein when the substrate is a silicon substrate, an oxidizing gas is injected before the first reactant is injected to terminate the dangling bond on the surface of the substrate. 제6항에 있어서, 상기 제3 반응물 주입 단계 후 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼지하여 물리흡착된 제3 반응물을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 6, further comprising purging the reaction chamber with an inert gas after the third reactant injection step to remove the physisorbed third reactant. 8. 제11항에 있어서, 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 상기 물리흡착된 제3 반응물의 제거 단계를 복수회 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 11, wherein the removing of the physisorbed third reactant is repeated a plurality of times from the injection of the first reactant. 제11항에 있어서, 상기 물리흡착된 제3 반응물을 제거하는 단계 후에 상기 반응 챔버에 불순물 제거 및 화학양론 향상용으로 제4 반응물을 주입하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.12. The atomic layer deposition method of claim 11, further comprising: injecting a fourth reactant into the reaction chamber for removing impurities and improving stoichiometry after removing the third physisorbed third reactant. Thin film formation method using. 제13항에 있어서, 상기 제4 반응물은 오존 가스인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 13, wherein the fourth reactant is ozone gas. 기판이 로딩된 반응 챔버에 제1 반응물을 주입하여 상기 기판 상에 상기 제1 반응물을 화학흡착시키는 단계;Injecting a first reactant into a reaction chamber loaded with a substrate to chemisorb the first reactant onto the substrate; 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제1 반응물을 제거하는 단계;Purging the reaction chamber with an inert gas to remove the physisorbed first reactant; 상기 반응 챔버에 제2 반응물을 주입하여 제1 반응물과 제2 반응물의 화학치환에 의하여 원자층 단위의 박막을 형성하는 단계;Injecting a second reactant into the reaction chamber to form a thin film of an atomic layer unit by chemical substitution of a first reactant and a second reactant; 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼징하여 물리흡착된 제2 반응물을 제거하는 단계; 및Purging the reaction chamber with an inert gas to remove the physisorbed second reactant; And 상기 박막이 형성된 반응 챔버에 불순물 제거 및 화학양론 향상용 제3 반응물을 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.A method of forming a thin film using an atomic layer deposition method comprising the step of injecting a third reactant for removing impurities and improving stoichiometry into the reaction chamber in which the thin film is formed. 제15항에 있어서, 상기 제1 반응물은 금속 반응물이며, 제2 및 제3 반응물은 산화 가스(oxidizing gas)인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 15, wherein the first reactant is a metal reactant, and the second and third reactants are an oxidizing gas. 제15항에 있어서, 상기 박막은 단원자 산화물이나 복합 산화물로 이루어진 금속 산화막인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.16. The method of claim 15, wherein the thin film is a metal oxide film made of monoatomic oxide or complex oxide. 제17항에 있어서, 상기 단원자 산화물은 Al2O3, TiO2, Ta2O5, ZrO2, HfO2, Nb2O5, CeO2, Y2O3, SiO2, In2O3, RuO2및 IrO2로 이루어진 일군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 17, wherein the monoatomic oxide is Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , HfO 2 , Nb 2 O 5 , CeO 2 , Y 2 O 3 , SiO 2 , In 2 O 3 , RuO 2 and IrO 2 thin film forming method using an atomic layer deposition method, characterized in that any one selected from the group consisting of. 제17항에 있어서, 상기 복합 산화물은 SrTiO3, PbTiO3, SrRuO3, CaRuO3, (Ba,Sr)TiO3, Pb(Zr,Ti)O3, (Pb.La)(Zr,Ti)O3, (Sr,Ca)RuO3, Sn이 도핑된 In2O3, Fe가 도핑된 In2O3및 Zr이 도핑된 In2O3으로 이루어진 일군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.18. The method of claim 17 wherein the composite oxide is SrTiO 3, PbTiO 3, SrRuO 3 , CaRuO 3, (Ba, Sr) TiO 3, Pb (Zr, Ti) O 3, (Pb.La) (Zr, Ti) O 3 , (Sr, Ca) RuO 3 , an atomic layer selected from the group consisting of Sn doped In 2 O 3 , Fe doped In 2 O 3 and Zr doped In 2 O 3 Thin film formation method using the vapor deposition method. 제15항에 있어서, 상기 제1 반응물은 금속 반응물이며, 제2 및 제3 반응물은 질화 가스(nitriding gas)인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 15, wherein the first reactant is a metal reactant, and the second and third reactants are a nitriding gas. 제15항에 있어서, 상기 박막은 단원자 질화물이나 복합 질화물로 이루어진 금속 질화막인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.16. The method of claim 15, wherein the thin film is a metal nitride film made of monoatomic nitride or composite nitride. 제21항에 있어서, 상기 단원자 질화물은 SiN, NbN, ZrN, TiN, TaN, Ya3N5, AlN, GaN, WN 및 BN로 이루어진 일군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 21, wherein the monoatomic nitride is any one selected from the group consisting of SiN, NbN, ZrN, TiN, TaN, Ya 3 N 5 , AlN, GaN, WN and BN using the atomic layer deposition method Thin film formation method. 제21항에 있어서, 상기 복합 질화물은 WBN, WSiN, TiSiN, TaSiN, AlSiN 및AlTiN으로 이루어진 일군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 21, wherein the composite nitride is any one selected from the group consisting of WBN, WSiN, TiSiN, TaSiN, AlSiN, and AlTiN. 제15항에 있어서, 상기 제3 반응물 주입 단계 후 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼지하여 물리흡착된 제3 반응물을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.16. The method of claim 15, further comprising purging the reaction chamber with an inert gas after the third reactant injection step to remove the physically adsorbed third reactant. 제15항에 있어서, 상기 기판이 실리콘 기판일 경우, 상기 제1 반응물의 주입 전에 산화 가스 또는 질화 가스를 더 주입하여 기판 표면의 댕글링 본드를 종단 처리하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The thin film using the atomic layer deposition method of claim 15, wherein when the substrate is a silicon substrate, an oxidizing gas or a nitride gas is further injected before the first reactant is injected to terminate the dangling bond on the surface of the substrate. Forming method. 제15항에 있어서, 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 제3 반응물의 주입 단계까지 상기 반응 챔버의 온도는 100∼400℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.The method of claim 15, wherein the temperature of the reaction chamber is maintained at 100 to 400 ° C. from the injection of the first reactant to the injection of the third reactant. 제15항에 있어서, 상기 제3 반응물 주입 단계 후 상기 반응 챔버를 불활성 가스로 퍼지하여 물리흡착된 제3 반응물을 제거하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.16. The method of claim 15, further comprising purging the reaction chamber with an inert gas after the third reactant injection step to remove the physically adsorbed third reactant. 제27항에 있어서, 상기 제1 반응물의 주입 단계부터 상기 물리흡착된 제3 반응물의 제거단계를 복수회 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 원자층 증착법을 이용한 박막 형성 방법.28. The method of claim 27, wherein the removing of the physisorbed third reactant is repeated a plurality of times from the injection of the first reactant.
KR1020000053415A 1999-10-06 2000-09-08 Thin film formation method using atomic layer deposition KR100343144B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000149257 DE10049257B4 (en) 1999-10-06 2000-10-05 Process for thin film production by means of atomic layer deposition
TW089120770A TW515032B (en) 1999-10-06 2000-10-05 Method of forming thin film using atomic layer deposition method
JP2000307849A JP4700181B2 (en) 1999-10-06 2000-10-06 Thin film formation method using atomic layer deposition
GB0024571A GB2355727B (en) 1999-10-06 2000-10-06 Method of forming thin film using atomic layer deposition
CNB001318934A CN1234909C (en) 1999-10-06 2000-10-06 Method for forming film by using atomic layer deposition method
US09/679,559 US6576053B1 (en) 1999-10-06 2000-10-06 Method of forming thin film using atomic layer deposition method
JP2008068427A JP4823260B2 (en) 1999-10-06 2008-03-17 Thin film formation method using atomic layer deposition

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990043056 1999-10-06
KR19990043056 1999-10-06
KR19990050902 1999-11-16
KR1019990050902 1999-11-16
KR1020000014824 2000-03-23
KR20000014824 2000-03-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010039874A KR20010039874A (en) 2001-05-15
KR100343144B1 true KR100343144B1 (en) 2002-07-05

Family

ID=27350068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000053415A KR100343144B1 (en) 1999-10-06 2000-09-08 Thin film formation method using atomic layer deposition

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4823260B2 (en)
KR (1) KR100343144B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100994072B1 (en) * 2003-06-16 2010-11-12 주성엔지니어링(주) Method of atomic layer deposition for Aluminum Oxide layer
KR101139194B1 (en) * 2003-03-24 2012-04-26 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 Manufacturing method for semiconductor apparatus
KR101213291B1 (en) * 2010-12-30 2012-12-18 부산대학교 산학협력단 Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method
KR101268186B1 (en) * 2007-09-28 2013-05-27 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Film forming apparatus, film forming method, storage medium and gas supplying apparatus

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671612B1 (en) * 2000-06-30 2007-01-18 주식회사 하이닉스반도체 Apparatus for depositing metal and a method for forming a metal layer using the same
KR100385947B1 (en) * 2000-12-06 2003-06-02 삼성전자주식회사 Method of forming thin film by atomic layer deposition
KR100874399B1 (en) * 2002-07-18 2008-12-17 삼성전자주식회사 Material formation method using atomic layer deposition method, and capacitor formation method of semiconductor device using same
KR20030018134A (en) * 2001-08-27 2003-03-06 한국전자통신연구원 Method of forming an insulation layer of a semiconductor device for controlling the composition and the doping concentration
KR100418569B1 (en) * 2001-12-10 2004-02-14 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming high dielectric thin film using atomic layer deposition
KR100473113B1 (en) * 2002-04-04 2005-03-08 삼성전자주식회사 Method Of Fabricating A Capacitor Of Semiconductor Device
KR20030089066A (en) * 2002-05-16 2003-11-21 주성엔지니어링(주) Method of fabricating Ru film for use in semiconductor devices
KR100594626B1 (en) * 2004-09-02 2006-07-07 한양대학교 산학협력단 Method for forming nitride layer using atomic layer deposition
KR100695889B1 (en) 2004-10-11 2007-03-19 삼성전자주식회사 Capacitor having reaction preventing layer and methods of forming the same
KR100773755B1 (en) * 2004-11-18 2007-11-09 주식회사 아이피에스 A method for depositing thin film using ALD
KR20060072338A (en) 2004-12-23 2006-06-28 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming dielectric film and method for forming capacitor in semiconductor device using the same
KR100744026B1 (en) * 2005-06-28 2007-07-30 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing flash memory device
WO2008149988A1 (en) * 2007-06-08 2008-12-11 Tokyo Electron Limited Patterning method
JP5672685B2 (en) * 2009-09-29 2015-02-18 富士電機株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
US8637123B2 (en) * 2009-12-29 2014-01-28 Lotus Applied Technology, Llc Oxygen radical generation for radical-enhanced thin film deposition
JP5696530B2 (en) * 2010-05-01 2015-04-08 東京エレクトロン株式会社 Thin film forming method and film forming apparatus
JP2015149461A (en) * 2014-02-10 2015-08-20 東京エレクトロン株式会社 Metal oxide film forming method and film forming device
KR101727259B1 (en) 2015-03-18 2017-04-17 연세대학교 산학협력단 Method and apparatus for forming oxide thin film
KR102095710B1 (en) * 2019-11-05 2020-04-01 주식회사 유진테크 머티리얼즈 Method of depositing thin films using protective material
CN113140452A (en) * 2021-04-21 2021-07-20 北海惠科光电技术有限公司 Indium tin oxide nanowire, preparation method thereof and thin film transistor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2663471B2 (en) * 1988-01-08 1997-10-15 日本電気株式会社 Manufacturing method of insulating thin film
JP2789587B2 (en) * 1988-01-08 1998-08-20 日本電気株式会社 Manufacturing method of insulating thin film
JP2648211B2 (en) * 1989-08-10 1997-08-27 日本電信電話株式会社 Preparation method of oxide thin film
JPH05323373A (en) * 1992-05-22 1993-12-07 Fujitsu Ltd Production of thin film transistor panel
JPH0786269A (en) * 1993-09-10 1995-03-31 Fujitsu Ltd Alumina film formation and manufacture of thin film transistor using same
JPH07252660A (en) * 1994-01-19 1995-10-03 Rikagaku Kenkyusho Production of thin film and device therefor
US5916365A (en) * 1996-08-16 1999-06-29 Sherman; Arthur Sequential chemical vapor deposition
KR100252049B1 (en) * 1997-11-18 2000-04-15 윤종용 The atomic layer deposition method for fabricating aluminum layer
KR19990074809A (en) * 1998-03-14 1999-10-05 윤종용 Thin Film Manufacturing Method
KR100275738B1 (en) * 1998-08-07 2000-12-15 윤종용 Method for producing thin film using atomatic layer deposition

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101139194B1 (en) * 2003-03-24 2012-04-26 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 Manufacturing method for semiconductor apparatus
KR100994072B1 (en) * 2003-06-16 2010-11-12 주성엔지니어링(주) Method of atomic layer deposition for Aluminum Oxide layer
KR101268186B1 (en) * 2007-09-28 2013-05-27 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Film forming apparatus, film forming method, storage medium and gas supplying apparatus
KR101213291B1 (en) * 2010-12-30 2012-12-18 부산대학교 산학협력단 Method And System for forming a thin film using an Liquid-Vapor Hybrid Atomic Layer Deposition Method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008174842A (en) 2008-07-31
KR20010039874A (en) 2001-05-15
JP4823260B2 (en) 2011-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100343144B1 (en) Thin film formation method using atomic layer deposition
JP4700181B2 (en) Thin film formation method using atomic layer deposition
US6576053B1 (en) Method of forming thin film using atomic layer deposition method
US7396719B2 (en) Method of forming high dielectric film using atomic layer deposition and method of manufacturing capacitor having the high dielectric film
US7087482B2 (en) Method of forming material using atomic layer deposition and method of forming capacitor of semiconductor device using the same
KR100519800B1 (en) method of fabricating Lanthanum oxide layer and method of fabricating MOSFET transistor and capacitor using the same
US8592294B2 (en) High temperature atomic layer deposition of dielectric oxides
US7279392B2 (en) Thin film structure, capacitor, and methods for forming the same
JP2004056142A (en) Substance forming method using atomic layer deposition method and semiconductor device capacitor forming method using the above method
KR100703833B1 (en) Method for fabricating capacitor with double dielectric layer
KR100693890B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device having a reaction barrier layer
KR19990012246A (en) Semiconductor device with metal barrier film by atomic layer deposition method and method for manufacturing same
US7566608B2 (en) Methods of forming thin layers including zirconium hafnium oxide and methods of forming gate structures, capacitors, and flash memory devices using the same
KR100716642B1 (en) Capacitor in dielectric and method for fabricating of the same
KR100583155B1 (en) Capacitor with dielectric composed hafnium, lathanium, oxygen and method for manufacturing the same
KR20070106286A (en) Method of forming titanium oxide with rutile structure and method of manufacturing capacitor using the same
KR20010088207A (en) Method of forming composite dielectric film of tantalum oxide and titanium oxide
TWI803905B (en) Carbon-free laminated hafnium oxide/zirconium oxide films for ferroelectric memories
KR20010045566A (en) Method for forming thin film using atomic layer deposition
KR100844956B1 (en) Capacitor with zrconium oxide and niobium oxide and method for manufacturing the same
KR20060070010A (en) Method of manufacturing a thin film layer, and method of manufacturing a gate structure, capacitor and flash memory device using the same
KR20070098286A (en) Method of manufacturing a capacitor of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130531

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140530

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160531

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190530

Year of fee payment: 18