• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2004.07a
• /
• pp.417-420
• /
• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.285-285
• /
• 2011

EUVL (Extreme Ultra Violet Lithography) is one of competitive lithographic technologies for sub-30nm fabrication of nano-scale Si devices that can possibly replace the conventional photolithography used to make today's microcircuits. Among the core EUVL technologies, mask fabrication is of considerable importance since the use of new reflective optics having a completely different configuration compared to those of conventional photolithography. Therefore new materials and new mask fabrication process are required for high performance EUVL mask fabrication. This study investigated the etching properties of SnO2 (Tin Oxide) as a new absorber material for EUVL binary mask. The EUVL mask structure used for etching is SnO2 (absorber layer) / Ru (capping / etch stop layer) / Mo-Si multilayer (reflective layer) / Si (substrate). Since the Ru etch stop layer should not be etched, infinitely high selectivity of SnO2 layer to Ru ESL is required. To obtain infinitely high etch selectivity and very low LER (line edge roughness) values, etch parameters of gas flow ratio, top electrode power, dc self - bias voltage (Vdc), and etch time were varied in inductively coupled Cl2/Ar plasmas. For certain process window, infinitely high etch selectivity of SnO2 to Ru ESL could be obtained by optimizing the process parameters. Etch characteristics were measured by on scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. Detailed mechanisms for ultra-high etch selectivity will be discussed.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2003.05a
• /
• pp.41-41
• /
• 2003

텅스텐(W)은 높은 thermal stability 와 process compatibility 및 우수한 corrosion r resistance 둥으로 integrated circuit (IC)의 gate 및 interconnection 둥으로의 활용이 대두되고 있으며, 차세대 thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD)의 gate 및 interconnection m materials 둥으로 사용되고 았다. 그러나, 이러한 장점을 가지고 있는 팅스텐 박막이 실제 공정상에 적용되가 위해서는 건식 식각이 주로 사용되는데, 이는 wet chemical 을 이용한 습식 식각을 사용할 경우 낮은 etch rate, line width 의 감소 및 postetch residue 잔류 동의 문제가 발생하기 때문이다. 또한 W interconnection etching 을 하기 위해서는 높은 텅스텐 박막의 etch rate 과 하부 layer ( (amorphous silicon 또는 poly-SD와의 높은 etch selectivity 가 필수적 이 라 할 수 있다. 그러 나, 지금까지 연구되어온 결과에 따르면 텅스탠과 하부 layer 와의 etch selectivity 는 2 이하로 매우 낮게 관찰되고 았으며, 텅스텐의 etch rate 또한 150nm/min 이하로 낮은 값을 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 halogen-based inductively coupled plasma 를 이용하여 텅스텐 박막 식각시 여러 가지 첨가 가스에 따른 높은 텅스탠 박막의 etch rate 과 하부 layer 와의 높은 etch s selectivity 를 얻고자 하였으며, 그에 따른 식각 메커니즘에 대하여 알아보고자 하였다. $CF_4/Cl_2$ gas chemistry 에 첨 가 가스로 $N_2$와 Ar을 첨 가할 경 우 텅 스텐 박막과 하부 layer 간의 etch selectivity 증가는 관찰되지 않았으며, 반면에 첨가 가스로 $O_2$를 사용할 경우, $O_2$의 첨가량이 증가함에 따라 etch s selectivity 는 계속적으로 증가렴을 관찰할 수 있었다. 이는 $O_2$ 첨가에 따라 형성되는 WOF4 에 의한 텅스텐의 etch rates 의 감소에 비하여, $Si0_2$ 등의 형성에 의한 poly-Si etch rates 이 더욱 크게 감소하였기 때문으로 사료된다. W 과 poly-Si 의 식각 특성을 이해하기 위하여 X -ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였으며, 식각 전후의 etch depth 를 측정하기 위하여 stylus p pmfilometeT 를 이용하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.49-53
• /
• 2001

Vortical etching experiments of ($SrBi_2Ta_2O_9$)/Si thin films have been performed by using the inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-ME) apparatus. The purposes of these experiments are to get the effective area of vertical surface. Because this technology is very important to get good qualities of ferroelectric gate structure, capacitor and the minimum parasitic effects related to the excellent performances of the FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) device. The reacting gases were Ar and $Cl_2$gases, and various $Ar/C1_2$flow ratios were used. The etching experiments were carried out at various RF powers such as 700, 700, 500W and at various DC powers such as 200, 150, 100, 50W, respectively. The maximum etch rate of $SrBi_2Ta_2O_9$/Si thin films was 1050 A/min at the $Ar/C1_2$ gas ratio of 20/16, RF power of 700 W and DC power of 200 W. From the SEM (scanning electron microscopy) image of the SBT thin films, the wall angle was as good as about $82^{\circ}$.

• Analytical Science and Technology
• /
• v.25 no.5
• /
• pp.265-272
• /
• 2012

Okamoto cavity was modified to generate high power (2.45 GHz, 2 kW) He, N2 and Ar plasmas with WR-340 waveguide. Many factors which influence to the plasma generation were optimized and investigated for the spectroscopic properties of the He plasma generated. Some of the important factors are the diameter of the inner conductor, the distance between the inner and outer conductors and the distance between the tip of the inner conductor and the torch. After optimization for the He, two torches (a commercial mini torch for ICP and a tangential flow torch made locally) were compared and showed similar results for the helium plasma gas flow of 25 L/min~30 L/min. A tall torch (extended) was used to block the air in-flow and reduced the background intensity at 340 nm region (NH band). Emission intensity was measured for determination of halogen element in the aqueous solution with power and carrier gas flow rate. Electron number density and the excitation temperature were on the order of $3.67{\times}10^{11}/cm^3$ and 4,350 K, respectively. These values are similar or a bit smaller than other microwave plasmas. It has been possible to analyze aqueous samples. The detection limit for Cl (479.45 nm) was obtained to be 116 mg/L and needs analytical optimization for the better performance.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.29-29
• /
• 2009

현재 고집적 비휘발성 메모리 소자로는 MRAM (Magnetic Random Access Memory)과 PRAM (Phase Magnetic Random Access Memory)이 활발하게 미국과 일본, 한국 등에서 다양한 연구가 진행되어 오고 있다. 이 중에서 MRAM은 DRAM과 비슷한 10 ns의 빠른 읽기/쓰기 속도와 비휘발성 특성을 가지고 있으며, 전하를 저장할 커패시터가 필요 없고, 두 개의 자성충에 약 10 mA 정도의 전류를 가하면 그때 발생하는 약 10 Oe의 자장을 개개의 비트를 write하고, read 시에는 각 비트의 자기저항을 측정함으로써 데이터를 저장하고 읽을 있으므로, 고집적화가 가능성하다 [1]. 현재 우수한 박막 재료가 개발 되었으나, 고집적 MRAM 소자의 양산에는 해결 하여야 하는 문제점이 있다. 특히 다층 박막으로 구성되어 있으므로 식각 공정의 개발이 필수적이다. 지금까지 MRAM 재료의 식각은 주로 Ion milling, ICP, ECR등의 플라즈마 장치를 되었고, 식각 가스로는 할로겐 기체와 금속카보닐 형성을 위한 Co/$NH_3$와 $Ch_3OH$ 기체가 이용되고 있다. 그러나 할로겐 계열의 기체를 사용할 경우, 식각 부산물들의 높은 끓는점 때문에 식각 부산물이 박막의 표면에서 열적 탈착에 의하여 제거되지 않기 때문에 높은 에너지를 가지는 이온의 도움에 의한 식각이 필요하다. 또한 Cl 계열의 기체를 사용할 경우, 식각 공정 후, 시료가 대기에 노출되면 대기 중의 수분과 식각 부산물이 결합하여 부식 현상이 발생하게 된다. 그러므로 이를 방지하기 위한 추가 공정이 요구된다. 최근에는 부식 현상이 없고, MTJ 상부에 사용되는 Ta 또는 Ti Hard mask와의 높은 선택비를 가지는 $CH_3OH$ 또는 CO/$NH_3$가 사용되고 있다. 하부 박막에 따른 식각 특성에 연구와 다층의 박막의 식각 공정에 발생에 관한 발표는 거의 없다. MRAM을 양산에 적용하기 위하여서는 Main etch 공정에서 빠른 식각 공정이 필요하고, Over etch 공정에서 하부박막에 대한 높은 선택비가 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 식각 변수에 따른 플라즈마 측정과 표면 반응을 비교하여 각 공정의 식각 메커니즘을 규명하고, Main Etch 공정에서는 $Cl_2$/Ar 또는 $BCl_3$/Ar 가스를 이용하여 식각 실험을 수행하고, Over etch 공정에는 낮은 Ta 박막 식각 속도를 가지는 $Ch_4/O_2$/Ar 또는 $Ch_3OH$/Ar 가스를 이용하고자 한다. 플라즈마 내의 식각종과 Ta 박막과의 반응을 XPS와 AES를 이용하여 분석하고, 식각 공정 변수에 따른 식각 속도, 식각 선택비와 식각 프로파일 변화를 SEM을 이용하여 관찰한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2003.11a
• /
• pp.103-107
• /
• 2003

The inductively coupled plasma(ICP) etching process was selected to fabricate RF Surface Acoustic Wave(SAW) filters and a Pt thin film was sputtered on a $LiTaO_3$ substrate applied to electrode materials to reduce the spurious response and improve the power durability. Steep sidewall pattern was achieved employing $C_4F_8/Ar/Cl_2$ gas chemistry. We investigated an etching mechanism and parameter dependence of the Pt thin film about $C_4F_8$ addition. Sidewall etch angle was about $80^{\circ}$ at the $C_4F_8$ 20% mixing ratio. Fabricated SAW filter is consists of some series and parallel arm SAW resonators which work as impedance elements and show capacitance characteristics at out of the passband. It can be modified for $800{\sim}900\;MHz$ RF filters. External matching circuits were unnecessary.