| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (05/26 ~ 05/27, 무주리조트) |
| 권호 | 11권 1호 |
| 발표분야 | 전자재료 |
| 제목 | 평판형 유도결합 플라즈마를 이용한 GaAs/AlGaAs 및 GaAs/InGaP의 선택적 및 비선택적 건식식각의 비교 |
| 초록 | 이번 연구결과는 평판형 유도결합 BCl3 기반 플라즈마를 이용하여 GaAs/AlGaAs 와 GaAs/InGaP 화합물 반도체를 건식 식각 후 식각 선택비를 중점적으로 분석하였다. 공정변수로써는 ICP 소스파워(0~500W), RIE 척파워(0~100W), 그리고 특히 Ar, SF6, CF4 가스의 혼합비를 변화시켰다. GaCl3, AsCl3, AlCl3 와 같은 식각 부산물이 InCl3에 비해 상대적으로 높은 휘발성을 가지고 있기 때문에 GaAs의 식각률이 InGaP의 식각률보다 증가하였으며 이러한 점은 식각 선택비의 증가를 의미한다. 25%의 Ar이 혼합된 BCl3 가스혼합조건에서는 GaAs 와 AlGaAs 의 식각률이 모두 증가하여 식각선택비가 거의 1:1을 나타내었으며 이때의 표면의 RMS roughness값은 ( ＜ 1.6 nm) 매우 깨끗하였다. Ar의 혼합비가 50%가 넘는 BCl3 가스혼합조건에서는 물리적 식각지배하에 표면이 거칠었으며 식각률 또한 감소하였다. 20W RF척파워, 300W ICP 소스파워, 7.5 mTorr의 공정압력, SF6 가스가 5-15%가 혼합된 BCl3/SF6 플라즈마에서 AlGaAs(GaAs의 선택비 ~36) 와 InGaP(GaAs의 선택비 ~45) 에 대한 GaAs의 선택비가 가장 높았다. 또한 RF 척파워와 ICP 소스파워가 증가하면 GaAs의 식각률만 증가하여 GaAs에 대한 AlGaAs 및 InGaP의 식각 선택비도 증가하였다. 이러한 높은 선택적 식각 메카니즘은 SF6 가스가 AlGaAs 및 InGaP의 식각시 표면의 비교적 낮은 휘발성을 가진 InFx 및 AlFx 등의 식각부산물 들이 식각을 억제시키는 요인으로 판단된다. BCl3에 CF4가 혼합된 BCl3/CF4 플라즈마를 사용한 식각 역시 AlGaAs와 InGaP에 대한 GaAs의 높은 식각 선택비를 얻을 수 있었다(GaAs : AlGaAs~ 16:1, GaAs : InGaP~ 38:1). 공정중 플라즈마의 안정도를 확인하기 위하여 실시간 광방출분석기(Optical Emission Spectrascope)를 이용하였으며 공정이 끝난 샘플의 식각률은 Surface Profilometry인 α-step으로 측정하였으며 FE-SEM 과 AFM 을 이용하여 표면분석을 하였다. 기타 표면의 잔류성분분석을 위해 XPS data를 추가하였다. |
| 저자 | 박민영1, 최충기1, 류현우1, 노호섭1, 문준희1, 유승열1, 임완태1, 이제원1, 조관식1, 전민현1, 송한정1, 백인규2, 권민철2, 박건수3, 윤진성3 |
| 소속 | 1인제대, 2(주)유니벡, 3부산과학영재고등학교 |
| 키워드 | Selective; Non-Selective; Dry Etching; PICP |
