SiOC 박막의 허용 가능한 유전상수 설정에 대한 연구

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SiOC 박막의 유전상수를 서로 다른 2가지 방법을 사용하여 계산하고 그 차이점에 대하여 비교분석하였다. SiOC 박막의 유전장수는 전형적인 유전상수 측정법으로써 MIS 구조를 이용하여 C-V 측정법에 의하여 얻을 수 있으며, 또한 엘립소미터를 이용한 굴절률로부터 $n^2$을 구하는 방법이 있다. SiOC 박막의 유전상수는 쌍극자, 이온, 전자의 성분으로 이루어지며, 댁개 쌍극자 성분은 무시된다. 박막을 증착하는 동안 플라즈마에 의한 프리커서의 해리로부터 이온결합이 생성되면서 증착된다. 증착한 박막의 유전상수는 주로 이온결합 효과가 주를 이루었다. 열처리를 하면서 OH 수산기의 기화에 의해 유전상수는 감소되는데 이때 이온의 효과도 더불어 감소하게 된다. 상대적으로 무시되었던 전자에 의한 분극의 효과가 나타나면서 유전상수는 더욱 감소하였다. 하지만 물리 화학적 그리고 전기적으로 안정된 SiOC 박막은 이온과 전자에 의한 분극의 효과가 없어지는 무 분극성의 박막으로서 유전상수는 열처리한 박막에서 2.0 정도인 것으로 측정되었다.

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To research the reduction of the dielectric constant depending on the ionic and electronic effects, the dielectric constant of SiOC film was obtained by C-V measurement using the structure of metal/SiOC film/Si, and $n^2$ calculated by the refractive index. The dielectric constant of SiOC film consists with dipole, ions and electrons. However, the dipole moment is ignored in the effect of dielectric constant in SiOC film. THe SiOC film was deposited by the plasma energy, and the gas precursor was dissociated and recombined. Therefore, the dielectric constant of the deposited film consisted of the polarity with ions. THe dielectric constant decreased after annealing process, because of the evaporation of OH hydroxyl group with polarity. The ideal SiOC film as low-k materials was annealed film with lowering the polarity, which is suitable for physical-chemical and electrical properties as an inter layer dielectric materials.

키워드

SiOC 박막 굴절계수 유전상수 커패시턴스 전자효과 SiOC film Refractive index Dielectric constant Capacitance Electron effect

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