Room temperature deposition of SiN thin film using pulsed $SiH_4-N_2$ plasma and the effect of duty ratio on refractive index

펄스드 $SiH_4-N_2$ 플라즈마를 이용한 SiN 박막의 상온 증착과 굴절률에의 Duty ratio 영향

Pulsed-PECVD를 이용하여 상온에서 실리콘 나이트라이드(SiN) 박막을 증착하였다. 본 연구에서는, 60-100%의 duty ratio 변화에 따른 굴절률을 살펴보고, 굴절률에 대한 이온에너지의 영향을 분석했다. RF 소스파워는 900W로 고정하였고 $SiH_4-N_2$를 이용하였다. 이온에너지에 대한 정보는 non-invasive 이온 분석기를 이용하여 수집하였다. 측정된 이온에너지 변수는 high ion energy, low ion energy, high ion energy flux, low ion energy flux이며, 이를 이용해 또 다른 변수인 ion energy flux ratio를 계산하였다. Duty ratio의 감소에 따라 굴절률은 일반적으로 감소하였다. 또한 duty ratio의 감소에 따라 high ion energy는 증가하였다. 한편, 60-80%에서 굴절률은 이온에너지 flux의 비에 강한 의존성을 보였으며, 60%를 제외한 모든 duty ratio 구간에서 굴절률은 Nl에 강하게 영향을 알고 있는 것으로 유추되었다. 굴절률은 1.508와 1.714 사이에서 변화하였다.