In this thesis, the effect of graphene based material : graphene/polmyer composite was investigated. The diffusion of Cu atoms to adjacent dielectric layer and semiconducting substrate degrades the reliability of device. Due to the aggressive scale down of ICs, a new barrier material should be developed to maintain a good barrier property even under a few nm thickness of the barrier material with good thermal stability. 3 nm graphen oxide shows good property to block the Cu diffusion, and polymer intercalated in graphene oxide showing better property than single graphene was investigated from evaluation of thermal and electrical test. Not only back-end of line process, front-end of line process also faces to integrate the conventional process technology. Diffusion doping technology is expected to be adopted at nano-scale 3D structure device with high aspect ratio. High doping level, $1 x 10^{20} cm^{-3}$, from iCVD polymer can be a good candidate for a novel solid source for diffusion.
이번 논문에서는 그래핀 기반의 폴리머 혼합물질을 구리 확산 방지막으로써의 특성에 대해 평가하였다. 금속 배선으로 사용되는 구리가 소자로 침투하게 되면, 소자 신뢰성을 악화시킨다. 구리 확산 방지막은 소자 미세화 경향에 따라 그 두께가 수 나노미터의 두께이면서, 열적으로 안정하고, 구리 확산에 효과를 보여야 한다. 3 nm 이하 두께로 형성된 그래핀 옥사이드는 방지막으로써 우수한 특성을 보이며, 폴리머가 혼합된 물질은 단일 그래핀에 비해 뛰어난 특성을 갖는 다는 것을 열적, 전기적 특성 평가를 통해 확인하였다. 반도체 후공정 뿐만 아니라 선공정에서도 소자 미세화 경향에 따른 기존 공정 적용의 어려움이 있다. 확산 기반의 도핑 기술은 높은 종횡비와 얇은 본체의 두께를 갖는 3차원 구조의 소자에 적용될 것으로 기대된다. iCVD 고분자가 $1 x 10^{20} cm^{-3}$ 이상의 도핑 농도를 갖기 위한 고체 소스로서 가능성을 보였다.
