• 제목/요약/키워드: RF power inductively coupled plasma

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Ar/$CF_4/Cl_2$ 유도 결합 플라즈마에 의한 gold 박막의 식각특성 (Etching characteristics of gold thin films using inductively coupled Ar/$CF_4/Cl_2$ plasma)

  • 김남규;장윤성;김동표;김창일;장의구;이병기
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.190-194
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    • 2002
  • In this study, the etching of Au thin films have been performed in an inductively coupled CF4/Cl2/Ar plasma. The etch properties were measured as the CF4 adds from 0 % to 30 % to the Cl2/(Cl2 + Ar) gas mixing ratio of 0.2. Other parameters were fixed at a rf power of 700 W, a dc bias voltage of 150 V, a chamber pressure of 15 mTorr, and a substrate temperature of $30^{\circ}C$. The highest etch rate of the Au thin film was 370 nm/min at a 10 % additive CF4 into Cl2/(Cl2 + Ar) gas mixing ratio of 0.2. The surface reaction of the etched Au thin films was investigated using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis. From x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis, the intensities of Au peaks are changed. There is a chemical reaction between Cl and Au. Au-Cl is hard to remove on the surface because of its high melting point and the etching products can be sputtered by Ar ion bombardment. We obtained the cleaned and steep profile.

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고밀도 플라즈마를 이용한 ZnO 박막의 식각 특성 분석 (Etching mechanism of ZnO films using high density plasma)

  • 강찬민;김관하;김창일
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1382-1383
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    • 2006
  • ZnO 박막은 wide band gap(Eg=3.37eV)의 derect band gap을 갖고 있기 때문에 여러 소자로의 응용가능성에 큰 기대를 하고 있는 물질이다. 본 논문에서는 소자 제조과정에서 요구되는 ZnO 박막의 식각변수에 따른 식각율과 식각특성에 관하여 연구하였으며 Inductively coupled plasma(ICP)를 사용하여 $BCl_3$/Ar 가스를 혼합하여 식각을 하였다. $BCl_3$/Ar=8/2 플라즈마에서 화학적 식각의 도움을 받아 ZnO 박막의 식각률은 1724 ${\AA}/min$ 로 최고를 보였으며 이때의 공정 조건은 800 W 의 RF power, 400 W 의 bias power, 1 Pa 의 공정 압력이었다. 식각시에 플라즈마 내부의 이온 거동상태를 측정하기위해 quadrupolemass spectrometer(QMS)를 사용하여 분석하였고 식각후 ZnO 박막의 식각률은 surface profiler(KLA fencer, ${\alpha}$-step 500)을 이용하여 측정하고 ZnO 박막과 B, Cl 라디칼과의 표면 반응 상태를 고찰하기 위하여 식각된 ZnO 박막의 표면을 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 분석하였다. XPS를 통하여 ZnO 박막과 Cl 라디칼과 반응을 하여 식각된다는 것과 낮은 휘발성으로 인하여 Ar 이온에 의한 스퍼터링 효과의 도움에 의해서 식각이 진행됨을 확인하였다.

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Si Nanodot 배열의 형성을 위한 NbOx 나노기둥 마스크의 식각 특성 (Etch Characteristics of NbOx Nanopillar Mask for the Formation of Si Nanodot Arrays)

  • 박익현;이장우;정지원
    • 공업화학
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    • 제17권3호
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    • pp.327-330
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    • 2006
  • Si nanodot 배열을 형성하기 위하여 $NbO_{x}$ nanopillar를 건식식각 공정의 식각마스크로써 이용하기 위한 가능성이 조사되었다. $NbO_{x}$ nanopillar는 Al과 Nb의 양극산화 공정을 이용하여 준비되었다. $NbO_{x}$ nanopillar의 식각속도와 식각프로파일은 고밀도 플라즈마를 이용한 반응성 이온 식각법에 의해서 식각가스의 농도와 coil rf power, 그리고 dc bias voltage를 각각 변화시키면서 조사 되었다. $Cl_{2}$ 가스의 농도가 증가할수록 $NbO_{x}$ nanopillar의 식각속도는 감소하였고 coil rf power와 dc bias voltage의 증가는 식각속도의 상승을 초래했다. 선택된 식각조건에서 식각시간을 변화하여 $NbO_{x}$ nanopillar의 식각특성 및 식각메커니즘이 조사되었다.

MEICP에 의한 (Ba,Sr)$TiO_3$ 박막의 식각 메커니즘에 관한 연구 (A Study on the Etching Mechanism of (Ba,Sr)$TiO_3$ Thin Films using MEICP)

  • 민병준;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 춘계학술대회 논문집 전자세라믹스 센서 및 박막재료 반도체재료 일렉트렛트 및 응용기술
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    • pp.52-55
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    • 2000
  • In this study, (Ba,Sr)$TiO_3$(BST) thin films were etched with a magnetically enhanced inductively coupled plasma(MEICP) as a function Ar/$CF_4$ gas mixing ratio. Experiment was done by varying the etching parameters such as rf power, dc bias voltage and chamber pressure. The maximum etch rate of the BST films was 1700 ${\AA}/min$ under $CF_4/(CF_4+Ar)$ of 0.1, 600 W/350 V and 5 mTorr. The selectivity of BST to Pt and PR was 0.6, 0.7, respectively. X -ray photoelectron spectroscopy(XPS) studies shows that there are surface reaction between Ba, Sr, Ti and C, F radicals during the etching. To analyze the composition of surface residue remaining after the etching, films etched with different $CF_4$/Ar gas mixing ratio were investigated using XPS.

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Deposition of IGZO thin film using DC and ICP at magnetron sputtering system

  • Lee, C.H.;Kim, K.N.;Kim, T.H.;Lee, S.M.;Bae, J.W.;Yeom, G.Y.
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.95-95
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    • 2015
  • IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) 물질은 기존에 사용되던 Amorphous Silicon에 비해 전자 이동도가 더욱 빠르기 때문에 차세대 디스플레이 재료로서 각광받고 있으며, 이러한 빠른 전자 이동도는 디스플레이 소자에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이를 향상시키기 위하여 본 연구에서는 ICP(inductively coupled plasma) antenna를 이용하여 rf power와 requency를 변화함으로써 박막 증착 시 발생되는 플라즈마의 특성을 조절하여, 박막의 특성을 조절하고자 했다. 이렇게 증착된 IGZO 박막은 Hall Effect Measurement를 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 박막의 조성을 분석하였다.

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n형 GaN의 doping 농도에 따르는 건식 식각 손상 (Doping-level dependent dry-etch damage of in n-type GaN)

  • 이지면
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.417-420
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    • 2004
  • The electrical effects of dry-etch on n-type GaN by an inductively coupled $Cl_2/CH_4/H_2/Ar$ plasma were investigated as a function of ion energy, by means of ohmic and Schottky metallization method. The specific contact resistivity(${\rho}_c$) of ohmic contact was decreased, while the leakage current in Schottky diode was increased with increasing ion energy due to the preferential sputtering of nitrogen. At a higher rf power, an additional effect of damage was found on the etched sample, which was sensitive to the dopant concentration in terms of the ${\rho}_c$ of ohmic contact. This was attributed to the effects such as the formation of deep acceptor as well as the electron-enriched surface layer within the depletion layer. Furthermore, thermal annealing process enhanced the ohmic and Schottky property of heavily damaged surface.

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HBr 가스를 이용한 MgO 박막의 고밀도 반응성 이온 식각

  • 김은호;소우빈;공선미;정지원
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.212-212
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    • 2010
  • 최근 차세대 반도체 메모리 소자로 대두된 magnetic random access memory(MRAM)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 MRAM의 magnetic tunnel junction(MTJ) stack을 구성하는 자성 재료의 건식 식각에 대한 연구에서는 좋은 profile을 얻고, 재층착의 문제를 해결하기 위한 노력이 계속해서 진행되고 있다. 본 연구에서는 photoresist(PR)과 Ti 하드 마스크로 패턴 된 배리어(barrier) 층인 MgO 박막의 식각 특성을 유도결합 플라즈마를 이용한 고밀도 반응성 이온 식각(inductively coupled plasma reactive ion etching-ICPRIE)을 통해서 연구하였다. PR 및 Ti 마스크를 이용한 자성 박막들은 HBr/Ar, HBr/$O_2$/Ar 식각 가스의 농도를 변화시키면서 식각되었다. HBr/Ar 가스를 이용 식각함에 있어서 좋은 식각 조건을 얻기 위한 parameter로서 pressure, bias voltage, rf power를 변화시켰다. 각 조건에서 Ti 하드마스크에 대한 터널 배리어층인 MgO 박막에 selectivity를 조사하였고 식각 profile을 관찰하였다. 식각 속도를 구하기 위해 alpha step(Tencor P-1)이 사용되었고 또한 field emission scanning electron microscopy(FESEM)를 이용하여 식각 profile을 관찰함으로써 최적의 식각 가스와 식각 조건을 찾고자 하였다.

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기판 온도에 따른 Cl2/BCl3/Ar 플라즈마에서 ZrO2 박막의 건식 식각 (Temperature effect on Dry Etching of ZrO2 in Cl2/BCl3/Ar Plasma)

  • 양설;하태경;위재형;엄두승;김창일
    • 한국표면공학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.256-259
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    • 2009
  • The wafer surface temperature is an important parameter in the etching process which influences the reaction probabilities of incident species, the vapor pressure of etch products, and the re-deposition of reaction products on feature surfaces. In this study, we investigated all of the effects of substrate temperature on the etch rate of $ZrO_2$ thin film and selectivity of $ZrO_2$ thin film over $SiO_2$ thin film in inductively coupled plasma as functions of $Cl_2$ addition in $BCl_3$/Ar plasma, RF power and dc-bias voltage based on the substrate temperature in range of $10^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The elements on the surface were analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

$CH_4$/Ar 유도 결합 플라즈마를 이용한 Sapphire 기판의 식각 특성 (Etching properties of sapphire substrate using $CH_4$/Ar inductively coupled plasma)

  • 엄두승;김관하;김동표;양설;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.102-102
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    • 2008
  • Sapphire (${\alpha}-Al_2O_3$) has been used as the substrate of opto-electronic device because of characteristics of thermal stability, comparatively low cost, large diameter, optical transparency and chemical compatibility. However, there is difficulty in the etching and patterning due to the physical stability of sapphire and the selectivity with sapphire and mask materials [1,2]. Therefore, sapphire has been studied on the various fields and need to be studied, continuously. In this study, the etching properties of sapphire substrate were investigated with various $CH_4$/Ar gas combination, radio frequency (RF) power, DC-bias voltage and process pressure. The characteristics of the plasma were estimated for mechanism using optical emission spectroscopy (OES). The chemical compounds on the surface of sapphire substrate were investigated using energy dispersive X-ray (EDX). The chemical reaction on the surface of the etched sapphire substrate was observed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the vertical and slope profiles.

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촉매처리 방법에 따른 탄소 나노튜브의 전계방출 특성 (Field-emission characteristics of carbon nanotubes: The effect of catalyst preparation)

  • 박창균;윤성준;박진석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.38-39
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    • 2006
  • We present experimental results that regard the effects of catalyst preparation on the structural and field-emissive properties of CNTs. The CNTs used in this research have been synthesized using the inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) method. Catalyst materials (such as Ni, Co, and Invar 426) are varied and deposited on buffer films by RF magnetron sputtering. Prior to growth of CNTs, $NH_3$ plasma etching has also been performed with varying plasma etching time and power. For all the CNTs grown, nanostructures and morphologies are analyzed using Raman spectroscopy and FESEM, in terms of buffer films, catalyst materials, and pre-treatment conditions. Furthermore, the field electron-emission of CNTs are measured and characterized in terms of the catalyst preparation environments. The CNTs grown on Nicatalyst layer would be more effectual for enhancing the growth rate and achieving the vertical-alignment of CNTs rather than other buffer materials from results of SEM study. The crystalline graphitic structure of CNTs is improved as the catalyst dot reaches a critical size. Also, the field-emission result shows that the CNTs using Ni catalyst would be more favorable for improving electron-emission capabilities of CNTs compared with other samples.

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