플라즈마를 이용한 Sputtering과 식각 (GZO증착)

소개

플라즈마 관련 실습 리포트입니다.

목차

1. 실험 목표 및 이론
1) 실험 목표
2) 실험 관련 이론

2. 실험 방법 및 장비설명
1) GZO Sputtering
2) RIE(Reactive Ion Etching)

3. 실험 결과 및 도표정리
1) GZO 증착시간에 따른 두께와 면저항
2) GZO 증착시간에 따른 투과율 그래프
3) Ar(아르곤) / O2(산소) 기체를 이용한 식각 시간에 따른 접촉각 도표

4. 실험 결과 고찰 및 결론
1) GZO 증착시간에 따른 면저항과 투과율
2) 플라즈마 식각 시 주입 가스와 시간에 따른 접촉각 변화

본문내용

기체의 압력이 10^0~10^3Pa정도의 진공내의 두 개의 전극 간에 고전압을 걸어주었을 때, 양전극에 생기는 방전현상이다. 전자와 기체분자간의 비탄성 충돌로 인한 이온화 현상과 전자와 기체분자와의 비탄성 충돌에 의해 여기상태에 있는 중성 원자도 존재한다. (오비탈) 그러므로 극성을 띄지만 전체적으로 중성인 상태인 방전을 글로우 방전이라 한다. 이러한 방전이 시작되기 위한 임계전압을 방전전압(Breakdown Voltage, Vb) 이라고 한다. Paschen 법칙은 기체 방전에 대한 전극 거리와 기체압력의 영향을 나타내는 법칙을 말한다. 이 법칙에 의하면 평판 평면 전극의 불꽃 방전 전압이 압력 p와 전극 거리 d의 곱 p x d에 의해 주어지며, 그 관계 함수는 그림과 같이 된다. 불꽃 전압 E는 pd의 어떤 값에 대해 최소의 값을 취하며, 이때의 전압을 최소 불꽃 전압이라고 한다.

<중 략>

플라즈마는 전체적 중성상태이나 내부에 전자, 이온 등이 존재해 전기장을 가해주면 전기가 통하는 전도성 기체이다. 플라즈마를 이용한 건식식각은 이방성 식각을 얻을 수 있어 반도체 제조에서 패턴(lithography pattern)을 정확히 이전할 수 있고, 적은 양의 가스를 이용해 비용이 적게 들며 환경오염의 가능성도 낮다. 공정자동화가 손쉽고 플라즈마의 특성변화를 통해 식각이 끝나는 시점을 쉽게 파악가능한 장점이 있다. 반면 플라즈마 내 이온에 의한 기판충격 및 Charging 현상, 광자 등으로 인해 기판이 손상을 받을 수도 있으며 챔버 물질이나 반응기체로 인한 기판오염이 발생할 수 있는 단점도 있다. 플라즈마 식각 시 가장 중요한 요인은 플라즈마 내 분해가스와 식각할 물질간의 화학적 반응성 및 증기압이다. 실험에서 두 가지 기체를 이용해 식각을 진행하였는데 그 반응식은 다음과 같다.CF4 가스와 아르곤 가스를 주입해주면 아르곤이온과 플루오르이온은 화학적 반응 없이 기판에 충돌하여 물리적인 식각을 진행하고,CF4 가스와 산소가스를 주입해주면 산소와 CF4 가 반응해 이산화탄소가스가 만들어진다. 이는 화학적 반응을 수반한 식각이다. Ar 플라즈마는 보라색을 띠고 O2 플라즈마는 분홍색을 띤다.

참고자료

· 없음