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원자층 증착(ALD)을 이용하여 기판에 형성된 갭(gap)을 충전하는 방법에 있어서,상기 갭의 측벽에 반응 억제제(inhibitor)를 흡착시켜 제1 반응 억제막을 형성하는 단계; 상기 갭의 바닥 및 그 주위의 측벽에 제1 반응물을 흡착시켜 제1 전구체막을 형성하는 단계; 및상기 제1 전구체막에 제2 반응물을 흡착시켜 상기 갭의 바닥 및 그 주위의 측벽에 제1 원자막을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 반응 억제제는 상기 제2 반응물과 반응하지 않는 전구체 물질을 포함하며,상기 제1 반응 억제막은 상기 갭의 바닥 쪽으로 갈수록 상기 반응 억제제의 밀도가 낮아지는 밀도 구배(density gradient)를 가지는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 제1 반응 억제막의 밀도 구배는 다음 식에 의해 결정되는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 반응 억제제는 오존(O3) 또는 산소 플라즈마(O2 Plasma)에 의해서 산화되는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 반응 억제제는 오존(O3) 또는 산소 플라즈마(O2 Plasma) 처리에 의해 상기 제1 원자막의 물질로 변환되어 제거되는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 반응 억제제는 물(H2O) 또는 산소(O2)와는 반응하지 않는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 반응 억제제는 중심 금속과 유기 리간드를 포함하는 갭 충전 방법
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제 6 항에 있어서,상기 유기 리간드는 Cp(cyclopentadienyl) 리간드 또는 Cp*(pentamethyl cyclopentadienyl) 리간드를 포함하는 갭 충전 방법
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8
제 6 항에 있어서,상기 반응 억제제는 (Me2N)2SiMe2, TiCp*(OMe)3, Ti(CpMe)(OiPr)3, Ti(CpMe)(NMe2)3, ZrCp(NMe2)3 ZrCp2Cl2, Zr(Cp2CMe2)Me2, Zr(Cp2CMe2)Me(OMe), HfCp(NMe2)3, 또는 Hf(CpMe)(NMe2)3 를 포함하는 갭 충전 방법,
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제 6 항에 있어서,상기 반응 억제제는 상기 제1 반응물과 동일한 중심 금속(center metal)을 가지는 갭 충전 방법
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10
제 1 항에 있어서,상기 제1 반응물은 TiCl4, Ti(OiPr)4, Ti(NMe2)4, Ti(NMeEt)4, Ti(NEt2)4, ZrCl4, Zr(NMe2)4, Zr(OtBu)4, ZrCp2Me2, Zr(MeCp)2(OMe)Me, HfCl4, Hf(NMe2)4, Hf(NEtMe)4, Hf(NEt2)4, HfCp2Me2, 또는 Hf(MeCp)2(OMe)Me 를 포함하는 갭 충전 방법,
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제 1 항에 있어서,상기 제2 반응물은 물(H2O) 또는 산소(O2)를 포함하는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 제1 원자막은 산화물(oxide), 질화물(nitride) 또는 금속(metals)을 포함하는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 반응 억제제의 평균 밀도는 반응 챔버 내에서 상기 반응 억제제의 분압이 증가함에 따라 커지는 갭 충전 방법
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제 1 항에 있어서,상기 반응 억제제의 흡착은 복수의 사이클로 반복적으로 수행되며, 상기 반응 억제제의 평균 밀도는 상기 사이클의 횟수가 증가함에 따라 커지는 갭 충전 방법
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15
제 1 항에 있어서,상기 제1 전구체막의 형성 및 상기 제1 원자막의 형성을 복수의 cycle로 반복적으로 수행함으로써 제1 충전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 갭 충전 방법
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16
제 15 항에 있어서,상기 반응 억제제의 밀도가 상기 갭의 바닥 쪽으로 갈수록 낮아짐으로써 상기 제1 충전층은 상기 갭의 바닥에서부터 상 방향으로 형성되는 갭 충전 방법
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제 16 항에 있어서,상기 제1 충전층은 상기 반응 억제제의 평균 밀도에 따라 형성되는 모양이 달라지는 갭 충전 방법
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제 17 항에 있어서,상기 제1 충전층은 상기 갭의 바닥으로부터 형성되는 모양을 가지는 갭 충전 방법
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제 17 항에 있어서,상기 제1 충전층은 상기 갭의 바닥 및 그 주위의 상기 갭의 측벽으로부터 형성되는 모양을 가지는 갭 충전 방법
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제 17 항에 있어서,상기 제1 충전층이 형성되는 모양에 따라 갭 충전 공정 시간이 조절되는 갭 충전 방법
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제 15 항에 있어서,상기 제1 충전층을 형성한 다음, 상기 갭의 측벽에 제2 반응 억제막을 형성하는 단계; 상기 제1 충전층의 상면 및 그 주위의 상기 갭의 측벽에 제2 전구체막을 형성하는 단계; 및상기 제1 충전층의 상면 및 그 주위의 상기 갭의 측벽에 제2 원자막을 형성하는 단계;를 포함하는 갭 충전 방법
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제 21 항에 있어서,상기 제2 전구체막의 형성 및 상기 제2 원자막의 형성을 복수의 cycle로 반복적으로 수행함으로써 상기 제1 충진층의 상면으로부터 상 방향으로 제2 충전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 갭 충전 방법
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23
제 1 항에 있어서,상기 갭은 10 이상의 종횡비(aspect ratio)를 가지는 갭 충전 방법
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고종횡비를 가지는 갭; 및 상기 갭의 내부에 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 채워지도록 마련된 충전층;을 포함하는 소자
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25
제 24 항에 있어서,상기 갭은 나노 사이즈의 폭을 가지며, 10 이상의 종횡비를 가지는 소자
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제 24 항에 있어서,상기 소자는 상기 갭이 형성된 나노 구조물과, 상기 갭을 채우는 것으로 상기 나노 구조물 보다 큰 굴절률을 가지는 상기 충전층을 포함하는 메타 렌즈(meta lens)를 포함하는 소자
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제 26 항에 있어서,상기 나노 구조물은 SiO2를 포함하고, 상기 충전층은 TiO2를 포함하는 소자
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제 24 항에 있어서,상기 소자는 상기 갭이 형성된 절연층과, 상기 갭을 채우는 것으로 도전성 물질로 이루어진 상기 충전층을 포함하는 인터커넥트 구조체(interconnect structure)를 포함하는 소자
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제 24 항에 있어서,상기 소자는 상기 갭이 관통 형성된 메모리 셀들과, 상기 갭을 채우는 것으로 절연성 물질로 이루어진 상기 충전층을 포함하는 3차원 낸드 플래시 메모리 소자를 포함하는 소자
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원자층 증착(ALD)을 이용하여 기판에 형성된 갭을 충전하는 방법에 있어서,상기 갭의 측벽 및 바닥에 제1 및 제2 반응물을 순차적으로 흡착시켜 제1 충전층을 형성하는 단계;상기 갭의 측벽에 형성된 상기 제1 충전층에 반응 억제제를 흡착시켜 제1 반응 억제막을 형성하는 단계; 상기 갭의 바닥 및 그 주위에 형성된 상기 제1 충전층에 상기 제1 반응물을 흡착시켜 제1 전구체막을 형성하는 단계; 및상기 제1 전구체막에 상기 제2 반응물을 흡착시켜 상기 갭의 바닥 및 그 주위에 형성된 상기 제1 충전층에 제1 원자막을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 반응억제제는 상기 제2 반응물과 반응하지 않는 전구체 물질을 포함하며,상기 제1 반응 억제막은 상기 갭의 바닥 쪽으로 갈수록 상기 반응 억제제의 밀도가 낮아지는 밀도 구배를 가지는 갭 충전 방법
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제 30 항에 있어서,상기 제1 전구체막의 형성 및 상기 제1 원자막의 형성을 복수의 cycle로 반복적으로 수행함으로써 상기 제1 원자막의 상면으로부터 상 방향으로 제2 충전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 갭 충전 방법
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제 31 항에 있어서,상기 제2 충전층을 형성한 다음, 상기 갭의 측벽에 형성된 상기 제1 충전층에 제2 반응 억제막을 형성하는 단계; 상기 제2 충전층의 상면 및 그 주위의 상기 제1 충전층에 제2 전구체막을 형성하는 단계; 및상기 제2 충전층의 상면 및 그 주위의 상기 제1 충전층에 제2 원자막을 형성하는 단계;를 포함하는 갭 충전 방법
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제 32 항에 있어서,상기 제2 전구체막의 형성 및 상기 제2 원자막의 형성을 복수의 cycle로 반복적으로 수행함으로써 상기 제2 충진층의 상면으로부터 상 방향으로 제3 충전층을 형성하는 단계를 더 포함하는 갭 충전 방법
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고종횡비를 가지는 갭; 및 상기 갭의 내부에 제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 채워지도록 마련된 충전층;을 포함하는 소자
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복수의 가공 영역을 포함하는 기판; 및상기 기판 상에 마련되어 상기 각 가공 영역에 형성된 갭을 충전하는 반응물 공급 장치;를 포함하고,상기 기판과 상기 반응물 공급 장치는 서로 상대적으로 회전 가능하게 마련되며, 상기 반응물 공급 장치는,반응 억제제를 공급하여 상기 갭의 측벽에 반응 억제막을 형성하는 적어도 하나의 제1 공급 유닛; 제1 반응물을 공급하여 상기 갭의 바닥 및 그 주위의 측벽에 전구체막을 형성하는 적어도 하나의 제2 공급 유닛; 및제2 반응물을 공급하여 상기 갭의 바닥 및 그 주위의 측벽에 원자막을 형성하는 적어도 하나의 제3 공급 유닛;을 포함하고,상기 반응 억제제는 상기 제2 반응물과 반응하지 않는 전구체 물질을 포함하는 원자층 증착 장치
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제 35 항에 있어서,상기 제1, 제2 및 제3 공급 유닛 사이에는 각각 퍼징 유닛(purging unit)이 마련되는 원자층 증착 장치
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제 35 항에 있어서,상기 반응 억제막은 상기 갭의 바닥 쪽으로 갈수록 상기 반응 억제제의 밀도가 낮아지는 밀도 구배를 가지도록 형성되는 원자층 증착 장치
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제 37 항에 있어서,상기 반응 억제막의 밀도 구배는 상기 기판의 회전 속도 및 회전 수에 의해 결정되는 원자층 장착 장치
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