반도체의 고 집적회로를 형성하기 위하여 주로 이용하고 있는 광 리소그래피 기술을 대신하여 사용할 수 있는 차세대 리소그래피 기술로 전자빔 리소그래피 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 초소형 전자칼럼을 이용하여 전자빔 에너지와 조사농도에 따른 pattern 두께의 의존성을 조사하였으며 두께가 100nm인 $SiO_2$ 박막의 patterning을 통하여 $SiO_2$ 박막에 대한 저 에너지 전자빔 리소그래피 공정의 가능성을 입증하였다.
Globally, the interest of renewable energy has become an upsurge. Especially, the solar industry is the one which is getting rapid growth rate. Many of researchers have been undertaking to improve the efficiency of solar cell to accomplish grid parity. The most of research has been concentrated on two methods, one on the selective emitter and the other is on LBSF (Local Back Surface Field) formation. Laser patterning will be needed to eliminate the thin film to form selective emitter and LBSF of solar cell. This paper reports some experimental results in laser patterning process for high-efficiency crystalline solar cell manufacturing. The experimental results indicate that the patterning quality depends on the average power and repetition rate of laser. The experimental results prove that the laser patterning process is an advantageous method to improve the efficiency of solar cell.
Inductively coupled Cl$_{2}$ plasma has been studied to etch Pt thin films, which hardly form volatile compound with any reactive gas at normal process temperature. Low etch rate and residue problems are frequently observed. For higher etch rate, high density plasma and higher process temperature is adopted observed. For higher etch rate, high density plasma and higher process temperature is adopted and thus SiO$_{2}$ is used as for patterning mask instead of photoresist. The effect of O$_{2}$ or Ar addition to Cl$_{2}$ was investigated, and the chamber pressure, gas flow rate, surce RF power and bias RF power are also varied to check their effects on etch rate and selectivity. The major etching mechanism is the physical sputtering, but the ion assisted chemical raction is also found to be a big factor. The proposs can be optimized to obtain the etch rate of Pt up to 200nm/min and selectivity to SiO$_{2}$ at 2.0 or more. Patterning of submicron Pt lines are successfully demonstrated.
나선형태의 평면 안테나를 갖는 유도결합형 플라즈마를 이용하여 PZT용 Pt/RuO/sub 2/ 전극을 건식식각하였다. 누설전류 억제특성이 우수한 Pt와 건식식각이 용이한 RuO/sub 2/ 박막의 장점을 동시에 이용하기 위하여 PZT의 하부전극으로 Pt/RuO/sub 2/의 2중층을 시도하였다. 우선 Pt와 RuO/sub 2/ 박막 각각에 대하여 플라즈마의 여러 조건에 따라 식각율과 선택비를 조사하였다. 조사된 공정기체는 O/sub 2/ 와 Cl/sub 2/ 의 혼합기체이며, 패터닝을 위해 사용한 마스크재료는 SiO/sub 2/ 산화막이었다. Cl/sub 2/ 의 함량이 증가함에 따라 Pt의 식각율은 점점 증가하지만, RuO/sub 2/의 경우에는 Cl/sub 2/의 함량이 처음 10% 정도가지 증가할 때에는 RuO/sub 2/의 식각율이 급격히 증가하지만 더 이상의 Cl/sub 2/ 함량에서는 식각율이 점차 감소하였다. Pt/RuO/sub 2/의 2중층을 동시에 식각하기 위한 최적의 기체혼합비를 구하였으며, 0.5 마이크론급의 미세패터닝을 시도하였다.
Polyimide(PI) films have been considered as the interlayer dielectric materials due to low dielectric constant, low water absorption, high gap-fill and planarization capability. The PI film was etched with using inductively coupled plasma (ICP). The etching characteristics such as etch rate and selectivity were evaluated to gas mixing ratio. High etch rate was 8300$\AA$/min and vertical profile was approximately acquired 90$^{\circ}$ at CF$_4$/(CF$_4$+O$_2$) of 0.2. The selectivies of polyimide to PR and SiO$_2$ were 1.2, 5.9, respectively. The etching profiles of PI films with an aluminum pattern were measured by a scanning electron microscope (SEM). The chemical states on the PI film surface were investigated by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Radical densities of oxygen and fluorine in different gas mixing ratio of 07CF4 were investigated by optical emission spectrometer (OES).
평판형 rib 도파로의 설계 및 공정기술을 바탕으로 632.8 nm에서 동작하는 집적 마흐젠더 간섭계 센서(Mach-Zehnder interferometric sensor)를 제작하였다. 단일모드와 높은 감도의 두 가지 조건을 고려하여 실리카 계열($SiO_2-SiO_xN_y-SiO_2$) rib 도파로를 설계하였고 박막증착, 사진제판, RIE (Reactive Ion Etching)와 같은 반도체 공정들을 이용해 그 기하학적 구조를 구현하였다. 제작된 rib 도파로의 광출력을 cut-back방법으로 분석한 결과, 약 4.82 dB/cm의 전파손실을 측정하였다. 동시에 크롬 식각방지 층 공정을 도입하여 마흐젠더 간섭계 칩 위에 감지영역(sensing zone)을 형상화할 때 발생하는 코어 층 손상을 방지하였다. 제작된 마흐젠더 간섭계 센서를 이용한 증류수/에탄올 혼합물 굴절률 측정실험을 통해 약 $\pi$/($4.04{\times}10^{-3}$)의 소자 감도(sensitivity)를 최종 확인하였다.
Polyimide(PI) films have been considered as the interlayer dielectric materials due to low dielectric constant, low water absorption, high gap-fill and planarization capability. The PI mm Was etched with using inductively coupled plasma (ICP). The etching characteristics such as etch rate and selectivity were evaluated to gas mixing ratio. High etch rate was $8300{\AA}/min$ and vertical profile was approximately acquired $90^{\circ}$ at $CF_{4}/(CF_{4}+O_{2})$ of 0.2. The selectivies of polyimide to PR and $SiO_{2}$ were 1.2, 5.9, respectively. The etching profiles of PI films with an aluminum pattern were measured by a scanning electron microscope (SEM). The chemical states on the PI film surface were investigated by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Radical densities of oxygen and fluorine in different gas mixing ratio of $O_{2}/CF_{4}$ were investigated by optical emission spectrometer (OES).
Cobalt thin film was fabricated by a novel NH3-based plasma-enhanced atomic layer deposition(PE-ALD) using Co(CpAMD) precursor and $NH_3$ plasma. The PE-ALD Co thin films were produced well on both thermally grown oxide (100 nm) $SiO_2$ and Si(001) substrates. Chemical bonding states and compositions of PE-ALD Co films were analyzed by XPS and discussed in terms of resistivity and impurity level. Especially, we successfully developed PE-ALD Code position at very low growth temperature condition as low as $T_s=100^{\circ}C$, which enabled the fabrication of Co patterns through lift-off method after the deposition on PR patterned substrate without any thermal degradation.
최근, 차세대 투명 디스플레이 구동소자로서 산화물 반도체를 이용한 Transparent Amorphous Oxide Semiconductor (TAOS) 기술이 큰 주목을 받고 있다. 산화물 반도체는 기존의 a-Si에 비해 우수한 전기적인 특성과 낮은 구동전압 그리고 넓은 밴드 갭으로 인한 투명성의 장점들이 있다. 그리고 낮은 공정 온도에서도 제작이 가능하기 때문에 유리나 플라스틱과 같은 다양한 기판에서도 박막 증착이 가능하다. 하지만 기존의 furnace를 이용한 열처리 방식은 낮은 온도에서 우수한 전기적인 특성을 내기 어려우며, 공정 시간이 길어지는 단점들이 있다. 따라서 본 연구에서는 산화물 반도체중 In-Ga-Zn-O (IGZO)와 In-Sn-O(ITO)를 각각 채널 층과 게이트 전극으로 이용하였다. 또한 마이크로웨이브 열처리 기술을 이용하여 기존의 열처리 방식에 비해 에너지 전달 효율이 높고 짧은 시간동안 저온 공정이 가능하며 우수한 전기적인 특성을 가지는 투명 박막 트랜지스터를 구현 하였다. 본 실험은 glass 기판위에서 진행되었으며, RF sputter를 이용하여 ITO를 150 nm 증착한 후, photo-lithography 공정을 통하여 하부 게이트 전극을 형성하였다. 이후에 RF sputter를 이용하여 SiO2 와 IGZO 를 각각 300, 50 nm 증착하였고, patterning 과정을 통하여 채널 영역을 형성하였다. 또한 소자의 전기적인 특성 향상을 위해 마이크로웨이브 열처리를 1000 Watt로 2 분간 진행 하였고, 비교를 위하여 기존 방식인 furnace 를 이용하여 N2 분위기에서 $400^{\circ}C$로 30분간 진행한 소자도 병행하였다. 그 결과 마이크로웨이브를 통해 열처리한 소자는 공정 온도가 $100^{\circ}C$ 이하로 낮기 때문에 glass 기판에 영향을 주지 않고 기존 furnace 열처리 한 소자보다 전체적으로 전기적인 특성이 우수한 것을 확인 하였다.
YMnO$_3$ films are excellent gate dielectric materials of ferroelectric random access memories (FRAMs) with MFSFET (metal -ferroelectric-semiconductor field effect transistor) structure because YMnO$_3$ films can be deposited directly on Si substrate and have a relatively low permittivity. Although the patterning of YMnO$_3$ thin films is the requisite for the fabrication of FRAMs, the etch mechanism of YMnO$_3$ thin films has not been reported. In this study, YMnO$_3$thin films were etched with Cl$_2$/Ar gas chemistries in inductively coupled plasma (ICP). The maximum etch rate of YMnO$_3$ film is 285$\AA$/min under Cl$_2$/(Cl$_2$+Ar) of 1.0, RF power of 600 W, dc-bias voltage of -200V, chamber pressure of 15 mTorr and substrate temperature of $25^{\circ}C$. The selectivities of YMnO$_3$ over CeO$_2$ and $Y_2$O$_3$ are 2.85, 1.72, respectively. The selectivities of YMnO$_3$ over PR and Pt are quite low. Chemical reaction in surface of the etched YMnO$_3$ thin films was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) surface of the selected YMnO$_3$ thin films was investigated with X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). The etch profile was also investigated by scaning electron microscopy(SEM)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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