SF_6/Ar 유도결합플라즈마를 이용한 ZnO 박막의 식각 특성에 관한 연구

Abstract

Zinc Oxide(ZnO)는 일반적으로 3.36eV의 넓은 밴드갭을 가지며, 광소자, 디스플레이산업, 전력전송 소자 및 압전소자등에 이용된다. 또한 ZnO는 가시영역 및 infrared (IR) 영역에서 우수한 투과성을 가지며, 또한 전기적 특성이 우수하다. 이외에도 ZnO는 디스플레이 산업에 있어, 낮은 저온공정 및 Low Cost를 가능케 한다. 특히, ZnO가 Thin-film transistors(TFTs) 에서 활성 영역(Active layer)으로 쓰이는 microelectronics의 응용분야로 관심을 갖게 되면서, ZnO 박막의 건식식각과 이에 따른 마스크층에 대한 고 선택도와 더불어 높은 이방성 식각에 대한 식각특성이 필요로 하게 되었다. 공정관점에서, 디스플레이나 광전소자에서 전극등을 식각함에 있어서 중요성이 부각된다. 일반적으로 현재 식각 연구 추이는 CF4, CHF3, BCl3등이 많이 쓰여져 왔다. 하지만 SF6를 이용한 식각메커니즘에 대한 해석은 연구는 미비하다. 본 연구에서는 ZnO 박막을 SF6/Ar 유도결합 플라즈마를 이용하여 식각하였고, 공정변수인 SF6/Ar의 가스비, Source Power, Bias Power, 그리고 공정 압력에 대한 식각속도 변화와 선택비의 변화를 측정하였다. 또한 식각 메커니즘을 규명하기 위해 Optical emission spectroscopy (OES)를 이용하여 플라즈마 내의 하전입자와 라디칼의 거동을 조사하였다.