• 제목/요약/키워드: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)

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PECVD SiON 절연막을 이용한 4H-SiC MOS 소자 특성 연구 (Study on Characteristics of 4H-SiC MOS Device with PECVD SiON Insulator)

  • 김현섭;이재길;임종태;차호영
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.706-711
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    • 2018
  • 본 논문에서는 플라즈마 화학기상증착 (plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) 방식을 이용한 산질화규소(Silicon oxynitride, SiON) 절연체를 이용하여 4H-SiC metal-oxide-semiconductor (MOS) 소자를 제작하고 특성 분석을 수행하였다. 제작된 소자는 금속 증착 후 열처리 과정 (post metallization annealing, PMA)을 통하여 트랩 밀도가 크게 감소하는 것을 확인하였으며, 특히 $500^{\circ}C$의 forming gas 분위기에서 열처리 된 소자의 경우 매우 뛰어난 MOS 특성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 4H-SiC MOS 구조를 위한 대체 게이트 절연체로써 PECVD SiON의 활용 가능성을 확인 할 수 있었다.

CVD 반응기 내에서의 유동장에 대한 샤워헤드 지름의 영향에 대한 수치적 연구 (EFFECTS OF SHOWERHEAD DIAMETERS ON THE FLOWFIELDS IN A RF-PECVD REACTOR)

  • 김유재;김윤제
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.1475-1480
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    • 2004
  • Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) process uses unique property of plasma to modify surfaces and to achieve the high deposition rates. In this study, a vertical thermal RF-PECVD (Radio Frequency-PECVD) reactor is modeled to investigate thermal flow and the deposition rates with various shapes of the showerhead. The showerhead in the CVD reactor has the shape of a ring and gases are injected in parallel with the susceptor, which is a rotating disk. In order to achieve the high deposition rates, we have simulated the thermal flow fields in the reactor with several showerhead models. Especially the effects of the number of injection holes and the rotating speed of the susceptor are studied. Using a commercial code, CFDACE, which uses FVM (Finite Volume Method) and SIMPLE algorithm, governing equations have been solved for the pressure, mass-flow rates and temperature distributions in the CVD reactor. With the help of the Nusselt number and Sherwood number, the heat and mass transfers on the susceptor are investigated. In order to characteristics of measure the flatness of the layer, furthermore, the relative growth rate (RGR) is considered.

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PECVD로 제조된 비정질 질화탄소 박막의 특성에 미치는 증착변수의 영향 (Effects of Deposition Conditions on the Properties of Amorphous Carbon Nitride Thin Films by PECVD)

  • 문형모;김상섭
    • 한국재료학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.150-154
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    • 2003
  • Amorphous carbon nitride films were deposited on Si(001) substrates by a plasma enhanced chemical vapor deposition technique (PECVD) using $CH_4$and $N_2$as reaction gases. The growth and film properties were investigated while the gas ratio and the working pressure were changed systematically. At 1 Torr working pressure, an increase in the $N_2$partial pressure results in a significant increase of the deposition rate as well as an apparent presence of C ≡N bonding, while little affecting the microstructure and amorphus nature of the films. In the case of changing the working pressure at a fixed $N_2$partial pressure of 98%, a film grown at a medium pressure of $1${\times}$10^{-2}$ Torr shows the most prominent C=N bonding nature and photoluminescent property.

Neural Network Modeling of PECVD SiN Films and Its Optimization Using Genetic Algorithms

  • Han, Seung-Soo
    • International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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    • 제1권1호
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    • pp.87-94
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    • 2001
  • Silicon nitride films grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) are useful for a variety of applications, including anti-reflecting coatings in solar cells, passivation layers, dielectric layers in metal/insulator structures, and diffusion masks. PECVD systems are controlled by many operating variables, including RF power, pressure, gas flow rate, reactant composition, and substrate temperature. The wide variety of processing conditions, as well as the complex nature of particle dynamics within a plasma, makes tailoring SiN film properties very challenging, since it is difficult to determine the exact relationship between desired film properties and controllable deposition conditions. In this study, SiN PECVD modeling using optimized neural networks has been investigated. The deposition of SiN was characterized via a central composite experimental design, and data from this experiment was used to train and optimize feed-forward neural networks using the back-propagation algorithm. From these neural process models, the effect of deposition conditions on film properties has been studied. A recipe synthesis (optimization) procedure was then performed using the optimized neural network models to generate the necessary deposition conditions to obtain several novel film qualities including high charge density and long lifetime. This optimization procedure utilized genetic algorithms, hybrid combinations of genetic algorithm and Powells algorithm, and hybrid combinations of genetic algorithm and simplex algorithm. Recipes predicted by these techniques were verified by experiment, and the performance of each optimization method are compared. It was found that the hybrid combinations of genetic algorithm and simplex algorithm generated recipes produced films of superior quality.

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다층 및 불균일 SiON 박막을 이용한 광간섭필터의 설계 및 제작 (Design and Fabrication Optical Interference Filters using Multiple and Inhomogeneous Dielectric Layers)

  • Lim, Sung kyoo
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권11호
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    • pp.44-51
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    • 1995
  • Homogeneous, compositionally graded, and superlattice-like silicon oxynitride(SiON) dielectric layers, with the refractive index varying from 1.46 to 2.05 as a function of film thickness, were grown by computer-controlled plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using silane, nitrogen, and nitrous oxide reactant gases. An antireflection(AR) coating and thin-film electroluminescent(TFEL) devices with multiple dielectrics were designed and fabricated using real time control of reactant gases of the PECVD system.

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플라즈마를 이용한 초친수성 폴리머 표면 제작과 그 응용 (Superhydrophilic polymer surface by PECVD)

  • 윤선미;남산;문명운
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.174-174
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    • 2015
  • 플라즈마 공법은 표면 처리를 위한 유용한 방법으로 널리 응용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)을 이용해 기존의 폴리머 표면에 나노구조를 형성하고 그 위에 친수성을 갖는 물질을 코팅해 초친수 표면을 만들어 김서림 방지 성능을 확인하였다. 이러한 초친수성 폴리머 표면의 경우 김서림 방지 등 초친수 표면이 필요한 곳에 유용하게 사용 될 수 있을 것이라 기대된다.

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RF-PECVD법에 의한 Ti-Si-N 박막의 증착거동 (Deposition Behaviors of Ti-Si-N Thin Films by RF Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition.)

  • 이응안;이윤복;김광호
    • 한국표면공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.211-217
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    • 2002
  • Ti-Si-N films were deposited onto WC-Co substrate by a RF-PECVD technique. The deposition behaviors of Ti-Si-N films were investigated by varying the deposition temperature, RF power, and reaction gas ratio (Mx). Ti-Si-N films deposited at 500, 180W, and Mx 60% had a maximum hardness value of 38GPa. The microstructure of films with a maximum hardness was revealed to be a nanocomposite of TiN crystallites penetrated by amorphous silicon nitride phase by HRTEM analyses. The microstructure of maximum hardness with Si content (10 at.%) was revealed to be a nanocomposite of TiN crystallites penetrated by amorphous silicon nitride phase, but to have partly aligned structure of TiN and some inhomogeniety in distribution. and At above 10 at.% Si content, TiN crystallite became finer and more isotropic also thickness of amorphous silicon nitride phase increased at microstructure.

가스 유량과 RF Power에 따라 PECVD 방법으로 증착된 DLC 박막의 특성 (Characteristics of Diamond Like Carbon Thin Film Deposited by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Method with Gas Flow Rate and Radio Frequency Power)

  • 정선영;김현기;주성후
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.88-88
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    • 2018
  • DLC(Diamond Like Carbon) 박막은 높은 열전도도, 큰 전기저항, 높은 강도 등의 다이아몬드와 유사한 특성을 가지고 있으면서 저온 저압에서도 합성이 가능하고, 합성 조건에 따라 물리 화학적 특성도 넓게 조절 할 수 있으며 상대적으로 넓은 면적에서 균일하고 평활한 박막의 합성이 가능하여 산업적 응용 면에서도 경쟁력을 갖추고 있다[1]. 이러한 DLC 박막을 합성함에 있어서 RF-PECVD(Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법은 PECVD 방법 중 가장 보편적으로 사용되고 또 캐패시터 타입의 RF-PECVD 방법은 균일한 대면적 증착과 대량생산이 가능하다[1,2]. 본 연구에서는 우수한 특성을 갖는 DLC 박막의 증착 조건을 찾기 위해 캐패시터 타입의 RF-PECVD를 사용하여 공정 가스의 유량과 RF Power를 변화하여 박막을 증착하고, 증착된 박막의 특성을 연구하였다. DLC 박막은 ITO(Indium Tin Oxide) 유리 기판 위에 $100^{\circ}C$에서 5 min 동안 아세틸렌($C_2H_2$) 가스를 사용하여 가스 유량과 RF Power를 변화하여 증착하였다. 증착된 DLC 박막의 특성은 투과도, 평탄도, 두께를 측정하여 비교하였다. 가시광선 영역(380-780 nm)에서 투과도를 측정한 결과 ITO 유리 기판을 기준으로 한 DLC 박막의 투과도는 가시광선 영역 평균 94.8~98.8% 사이의 값으로 매우 높은 투과율을 나타내었다. 투과도는 가스 유량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었고, RF Power의 변화에는 특정한 변화를 나타내지 않았다. 박막의 평탄도($R_a$, $R_{rms}$)와 두께는 AFM(Atomic Force Microscope)을 사용하여 측정하였다. 평탄도 $R_{rms}$는 0.8~3.3 nm, $R_a$는 0.6~2.5 nm 사이를 나타내었고 RF Power와 가스 유량의 변화에 따른 경향성을 나타내지는 않았다. 두께는 RF Power 25 W에서 55 W로 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으나 70W에서는 가스의 유량에 따라 상이한 결과를 나타내었다.

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High quality fast growth nano-crystalline Si film synthesized by UHF assisted HF-PECVD

  • Kim, Youn-J.;Choi, Yoon-S.;Choi, In-S.;Han, Jeon-G.
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.306-306
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    • 2010
  • A high density (> $10^{11}\;cm^{-3}$) and low electron temperature (< 2 eV) plasma is produced by using a conventional HF (13.56 MHz) plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) with an additional ultra high frequency (UHF, 314 MHz) plasma source utilizing two parallel antenna assembly. It is applied for the high rate synthesis of high quality nanocrystalline silicon (nc-Si) films. A high deposition rate of 1.8 nm/s is achieved with a high crystallinity (< 70%), a low spin density (< $3{\times}10^{16}\;cm^{-3}$) and a high light soaking stability (< 1.5). Optical emission spectroscopy measurements reveal emission intensity of $Si^*$ and $SiH^*$, intensity ratio of $H{\alpha}/Si^*$ and $H{\alpha}/SiH^*$ which are closely related to film deposition rate and film crystallinity, respectively. A high flux of precursor and atomic hydrogen which are produced by an additional high excitation frequency is effective for the fast deposition of highly crystallized nc-Si films without additional defects.

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탄소 나노튜브의 성장 및 후처리 조건에 따른 이산화질소 감지특성의 변화 (The Change of $NO_{2}$ Sensing Characteristics for Carbon Nanotubes with Growth and Post Treatment Conditions)

  • 이임력
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.65-70
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    • 2006
  • CVD 및 PECVD법으로 탄소 나노튜브를 성장하고, 그 후 $400{\sim}500^{\circ}C$에서 산화 열처리한 센서의 이산화질소 감지특성을 $200^{\circ}C$ 및 1.5ppm의 이산화질소 농도 하에서 측정하였다. 탄소 나노튜브 센서의 전기저항은 온도 증가에 따라 감소하는 반도체 특성을 보였으며, 이산화질소 흡착에 따라 전기저항은 감소하였다. 공기 중의 수분은 센서감도에 영향을 주고 있으며, 센서를 마이크로파에 3분간 노출하면 센서의 특성은 저하되었다. 또한 CVD법으로 제조한 시편에 비하여 PECVD법으로 성장한 탄소 나노튜브 센서의 감도는 향상 되었다.

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