BCl3/Ne 혼합가스를 이용한 III-V 반도체의 고밀도 유도결합 플라즈마 식각

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 16권 / 12호
· 저자명 : 백인규, 임완태, 이제원, 조관식

초록

본 연구에서는 평판형 유도결합 BCl3/Ne 플라즈마 (PICP)를 이용하여 III-V 화합물 반도체의 건식식각 결과를 분석하였다. OES를 이용한 평판형 유도결합 BCl3/Ne 플라즈마 peak들의 분석결과 낮은 ICP 소스파워( < 100 W)에서는 ICP 소스파워가 증가해도(0 - 100 W) 플라즈마 밀도에 영향을 거의 주지 않았다는 것을 알 수 있었다. 그리고, PICP 시스템은 RIE 척파워의 보조없이 (즉, 0 W RIE 척파워) 낮은 ICP 소스파워(300W ICP 소스파워)만으로도 플라즈마를 발생할 수 있다는 장점을 가지고 있어서 공정에 의한 손상에 민감한 화합물 반도체 식각에 유용하게 쓰일 수 있다. 평판형 유도결합 BCl3/Ne을 이용한 III-V 화합물 반도체의 건식식각에서 Ga기반과 In기반의 화합물 반도체의 식각률은 BCl3의 혼합비가 25 - 50 %의 범위일 때 가장 높았다. 그러나 25 % 이하의 BCl3가 혼합된 플라즈마에서는 반응기내의 BCl3/Ne 중 BCl3 가스의 함유량 감소로 인한 화학적 식각 성분이 줄어들어 식각률이 감소하였다. BCl3/Ne 평판형 유도결합 플라즈마를 이용한 건식식각 후, 특히 Ga기반 반도체의 경우는 높은 식각률 (3,000 - 11,000 Å/min), 깨끗한 표면, 우수한 수직측벽도( > 85。), 그리고 평탄한 표면(RMS roughness < 1 nm)을 얻을 수 있었다. 그러나, In을 포함하는 반도체 소자의 경우에는 식각 후 경사진 측벽과 다소 거친 표면을 얻었으며 그것은 상온에서 낮은 휘발성을 가지는 식각부산물인 InClx 때문이라고 사료된다. 따라서, BCl3/Ne 가스를 이용한 평판형 유도결합 플라즈마 시스템은 Ga기반 III-V 화합물 반도체 소자의 플라즈마 식각 공정시 진보된 플라즈마 소스로 더욱 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

참고자료

· 없음