• 제목/요약/키워드: reactive plasma etching

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알카리 식각과 반응성 이온 식각을 이용한 결정질 실리콘 2단계 표면 조직화 공정 (Two Step Texturing Using RIE and Wet Etching for Crystalline Silicon Solar Cell)

  • 여인환;박주억;김준희;조해성;임동건
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.140-143
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    • 2013
  • Lowering surface reflectance of silicon wafer by texturization is one of the most important processes to improve the efficiency of silicon solar cells. Generally, the texturing of crystalline silicon was carried out using alkaline solution. The average reflectance of this method was 11% at the wavelength between 400 and 1,000 nm. In this study, the wafers were first texturing by NaOH solution at $80^{\circ}C$ for 35 min. Then the wafers were texturing by $SF_6$ and $O_2$ plasma in RIE (Reactive Ion Etching). The average reflectance of two step texturing was reduced to below 5% at the wavelength between 400 and 1,000 nm.

DRIE 공정 변수에 따른 TSV 형성에 미치는 영향 (Effect of Process Parameters on TSV Formation Using Deep Reactive Ion Etching)

  • 김광석;이영철;안지혁;송준엽;유중돈;정승부
    • 대한금속재료학회지
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    • 제48권11호
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    • pp.1028-1034
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    • 2010
  • In the development of 3D package, through silicon via (TSV) formation technology by using deep reactive ion etching (DRIE) is one of the key processes. We performed the Bosch process, which consists of sequentially alternating the etch and passivation steps using $SF_6$ with $O_2$ and $C_4F_8$ plasma, respectively. We investigated the effect of changing variables on vias: the gas flow time, the ratio of $O_2$ gas, source and bias power, and process time. Each parameter plays a critical role in obtaining a specified via profile. Analysis of via profiles shows that the gas flow time is the most critical process parameter. A high source power accelerated more etchant species fluorine ions toward the silicon wafer and improved their directionality. With $O_2$ gas addition, there is an optimized condition to form the desired vertical interconnection. Overall, the etching rate decreased when the process time was longer.

$CF_{4}$ 기체를 이용한 $Ta_{0.5}Al_{0.5}$ 합금 박막의 플라즈마 식각 (Application of $CF_{4}$ plasma etching to $Ta_{0.5}Al_{0.5}$ alloy thin film)

  • 신승호;장재은;나경원;이우용;김성진;정용선;전형탁;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.60-63
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    • 1999
  • Ta-Al 합금 박막의 건식식각에 대하여 조사하였다. $CF_{4}$ 기체를 이용한 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching, RIE)이 1:1 조성의 Ta-Al 합금 박막의 식각에 적용될 수 있음을 확인하였으며, 식각속도는 $67{\AA}/min$으로 측정되었다. 그리고 $CF_{4}$ 기체는 Ta-Al 합금 박막과 $SiO_{2}$ 층간에 선택성이 없다는 것이 확인되었으며, $SiO_{2}$ 층의 식각속도는 Ta-Al 박막의 경우보다 약 12배 빠른 $800{\AA}/min$으로 측정되었다. 그 외에 $CF_{4}$ 기체를 이용한 반응성 이온 식각에서는 Shiepley 1400-27 Photo Resist 보다 AZ 5214 Photo Resist가 더 안정적이라는 것이 조사되었다.

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공정가스와 RF 주파수에 따른 웨이퍼 표면 텍스쳐 처리 공정에서 저반사율에 관한 연구 (Study of Low Reflectance and RF Frequency by Rie Surface Texture Process in Multi Crystall Silicon Solar Cells)

  • 윤명수;현덕환;진법종;최종용;김정식;강형동;이준신;권기청
    • 한국진공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.114-120
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    • 2010
  • 일반적으로 결정질 실리콘 태양전지에서 표면에 텍스쳐링(texturing)하는 것은 알칼리 또는 산성 같은 화학용액을 사용하고 있다. 그러나 실리콘 부족으로 실리콘의 양의 감소로 인하여 웨이퍼 두께가 감소하고 있는 추세에 일반적으로 사용하고 있는 습식 텍스쳐링 방법에서 화학용액에 의한 많은 양의 실리콘이 소모되고 있어 웨이퍼의 파손이 심각한 문제에 직면하고 있다. 그리하여 습식 텍스쳐링 방법보다는 플라즈마로 텍스쳐링할 수 있는 건식 텍스쳐링 방법인 RIE (reactive ion etching) 기법이 대두되고 있다. 그리고 습식 텍스쳐링으로는 결정질 실리콘 태양전지의 반사율을 10% 이하로는 낮출 수가 없다. 다결정 실리콘 웨이퍼 표면에 텍스쳐링을 하기 위하여 125 mm 웨이퍼 144개를 수용할 수 있는 대규모 플라즈마 RIE 장비를 개발하였다. 반사율을 4% 이하로 낮추기 위하여 공정가스는 $Cl_2$, $SF_6$, $O_2$를 기반으로 RIE 텍스쳐링을 하였고 텍스쳐링의 모양은 공정가스, 공정시간, RF 주파수 등에 의해 조절이 가능하였다. 본 연구에서 RIE 공정을 통하여 16.1%의 변환효율을 얻었으며, RF 주파수가 텍스쳐링의 모양에 미치는 영향을 살펴보았다.

$CF_4$$O_2$혼합가스를 이용한 산화막과 질화막의 선택적 식각에 관한 연구 (Selective etch of silicon nitride, and silicon dioxide upon $O_2$ dilution of $CF_4$ plasmas)

  • 김주민;원태영
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권1호
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    • pp.90-94
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    • 1995
  • Reactive Ion Etching(RIE) of Si$_{3}$N$_{4}$ in a CF$_{4}$/O$_{2}$ gas plasma exhibits such good anisotropic etching properties that it is widely employed in current VLSI technology. However, the RIE process can cause serious damage to the silicon surface under the Si$_{3}$N$_{4}$ layer. When an atmospheric pressure chemical vapor deposited(APCVD) SiO$_{2}$ layer is used as a etch-stop material for Si$_{3}$N$_{4}$, it seems inevitable to get a good etch selectivity of Si$_{3}$N$_{4}$ with respect to SiO$_{2}$. Therefore, we have undertaken thorough study of the dependence of the etch rate of Si$_{3}$N$_{4}$ plasmas on $O_{2}$ dilution, RF power, and chamber pressure. The etch selectivity of Si$_{3}$N$_{4}$ with respect to SiO$_{2}$ has been obtained its value of 2.13 at the RF power of 150 W and the pressure of 110 mTorr in CF$_{4}$ gas plasma diluted with 25% $O_{2}$ by flow rate.

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Helical Resonator 배열을 통한 대면적 고밀도 Plasma Source (Preparation of Large Area Plasma Source by Helical Resonator Arrays)

  • 손민영;김진우;박세근;오범환
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.282-285
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    • 2000
  • Four helical resonators are distributed in a 2 ${\times}$ 2 array by modifying upper part of the conventional reactive ion etching(RIE) type LCD etcher in order to prepare a large area plasma source. Since the resonance condition of the RF signal to the helical antenna, one RF power supply is used for delivering the power efficiently to all four helical resonators without an impedance matching network Previous work of 2 ${\times}$ 2array inductively coupled plasma(ICP)requires one matching circuit to each ICP antenna for more efficient power deliverly Distributions of ion density and electron temperature are measured in terms of chamber pressure, gas flow rate and RF power . By adjusting the power distribution among the four helical resonator units, argon plasma density of higher than 10$\^$17/㎥ with the uniformity of better than 7% can be obtained in the 620 ${\times}$ 620$\textrm{mm}^2$ chamber.

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트렌치 표면에서의 RIE 식각 손상 회복 (RIE induced damage recovery on trench surface)

  • 이주욱;김상기;배윤규;구진근
    • 한국진공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.120-126
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    • 2004
  • 트렌치 소자 제조시 게이트 산화막 성장과 내압 강하의 원인이 되는 식각손상 회복과 코너 영역의 구조를 개선하기 위해 수소 분위기 열처리를 하였다. 열처리시 수소 원자에 의한 환원 반응을 이용하여 표면 에너지가 높은 코너 영역에서는 원자들의 이동에 의한 결정면 재배열, 산화막 측벽에서의 실리콘 원자 적층, 표면 거칠기의 개선 효과 등을 전자현미경 관찰을 통해 확인하였다. 실리콘 원자의 이동을 방해하는 식각 후 잔류 산화막을 수소 가스의 환원성 분위기에서 열처리함으로써 표면 에너지를 낮추는 방향으로 원자의 이동이 일어나 concave 영역, 즉 트렌치 bottom corner에서는 (111), (311) 결정면 재분포 현상이 일어남을 확인할 수 있었다. 또한 convex comer에서의 원자 이동으로 인해 corner 영역에서는 (1111) 면의 step 들이 존재하게 되고 원자 이동에 의해 산화막 측벽에 이르러 이동된 원자의 적층이 일어나며, 이는 열처리시 표면 손상 회복이 원자이동에 의함을 나타낸다. 이러한 적층은 표면 상태가 깨끗할수록 정합성을 띄어 기판과 일치하는 에피 특성을 나타내고 열처리 온도가 높을수록 표면 세정 효과가 커져 식각손상 회복효과가 커지며, 이를 이용하여 이후의 산화막 성장시 균일한 두께를 코너영역에서 얻을 수 있었다

Fabrication of Colloid Thrusters using MEMS Technology

  • Park, Kun Joong;Song, Seung Jin;Sanchez, Manuel Martinez
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.588-592
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    • 2004
  • This paper presents the preliminary fabrication results of colloid thrusters which can provide thrust of the order of micro to milli-Newtons. MEMS technology has been used for fabrication, and four essential fabrication techniques - deep etching with nested masks, isotropic plasma etching, anisotropic reactive ion etching, and direct fusion wafer bonding - have been newly developed. Among diverse models which have been designed and fabricated, the fabrication results of 4-inch wafer-based colloid thrusters are presented.

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실리콘 트렌치 식각 특성에 미치는 $He-O_2,\; SiF_4$첨가 가스의 영향 (Characteristics of silicon etching related to $He-O_2,\; SiF_4$for trench formation)

  • 김상기;이주욱;김종대;구진근;남기수
    • 한국진공학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.364-371
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    • 1997
  • MERIE 플라즈마 장비를 사용하여 실리콘의 트렌치 식각을 HBr, He-$O_2,SiF_4,CF_4$ 등의 가스를 주입하여 수행하였으며 식각 속도, 식각 프로파일 변화, 잔류물 생성 및 표면 상태 등을 관찰하였다. HBr만을 이용한 플라즈마 식각시에는 트렌치 하부 영역에 상당한 횡방향 식각이 일어나 항아리 모양의 식각 프로파일이 관찰되었으며, HBr에 He-$O_2$가스와 $SiF_4$$CF_4$등의 주입량을 변화시켜 벽면 기울기와 횡방향 식각의 정도를 제어할 수 있었다. 표면 잔류물 특성 및 표면 거칠기(roughness)등은 HBr/He-$O_2$/$SiF_4$가스를 동시에 주입하여 식각하였을 때 가장 양호한 식각 특성을 나타내었으며, 첨가 가스로 $SiF_4$를 이용함으로써 기존의 C-F계 플라즈마를 이용한 트렌치 식각 특성들보다 우수한 공정 결과를 얻었다. 또 한 $SiF_4$를 이용함으로써 $CF_4$ 첨가시보다 C의 잔류물을 크게 줄이고 표면 손상을 개선할 수 잇음을 X-선 광전자 분석과 주사전자현미경(scanning electron microscopy) 및 AFM(atomic force microscopy)의 결과로써 확인하였다.

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Cl$_2$/Ar 가스 플라즈마에 $O_2$ 첨가에 따른 Pt 식각 특성 연구 (The Study on the Etching Characteristics of Pt Thin Film by $O_2$ Addition to $_2$/Ar Gas Plasma)

  • 김창일;권광호
    • 전자공학회논문지D
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    • 제36D권5호
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    • pp.29-35
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    • 1999
  • Pt박막의 ICP 식각을 위한 Cl\sub 2 \/Ar 가스 플라즈마에 O\sub 2\ 가스를 첨가하여 Pt 식각 메카니즘을 XPS와 QMS로 조사하였다. 또한 single Langmuir probe를 사용하여 이온전류밀도를 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가스 플라즈마에서 측정하였다. O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 Cl과 Ar species가 급격하게 감소하고 이온전류밀도 역시 감소함을 QMS와 single Langmuir probe로 확인하였다. Pt 식각율의 감소는 O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 반응성 species와 이온전류밀도의 감소에 기인함을 의미한다. 150 nm/min의 치대 식각율과 2.5의 산화막식각 선택비가 50 sccm의 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가수 유량, 600 W의 RF 전력, 125 V의 dc 바이어스 전압 및 10mTorr의 반응로 압력에서 얻었다.

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