[논문]탄소주입 실리콘 산화막 박막의 광학적 특성과 화학적 이동의 상관성

오데레사

doi:10.5762/kais.2012.13.3.1279

탄소주입 실리콘 산화막 박막의 광학적 특성과 화학적 이동의 상관성
Correlation between Chemical Shift and Optical Properties and of SiOC Films 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.13 no.3, 2012년, pp.1279 - 1283

초록
AI-Helper

탄소 주입 실리콘산화박막은 ICP-CVD에 의하여 dimethyldimethoxysilane를 이용하여 증착하였다. 화학적 변화와 광학적 변화에 대하여 관찰하기 위해서 FTIR, 스펙트라 포토미터 그리고 엘립소미터를 이용하였다. SiOC 박막의 결합구조는 증착과정에서 형성되고 열처리과정을 통하여 접착도가 증가된다. SiOC 박막은 알킬기와 수산기 사이의 화학적인 반응에 의해서 분극이 감소되고 비정질도는 증가된다. FTIR에서 950 cm-1 이하의 영역에서 알킬기와 수산기에 따른 분극의 특성에 따라서 FTIR 픽의 모양이 두가지로 다르게 나타났다. 분극이 가장 낮은 샘플에서 굴절률은 증가하였고 두께는 감소하는 특성을 관찰할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

SiOC films made by the inductive coupled CVD with dimethyldimethoxysilane were analyzed to find out the correlation between the chemical and optical properties by using the Foruier transform infrared spectroscopy, spectrophotometer and ellipsometer. The bonding structure of SiOC film was formed during the depositeion and the adhesion was increased after annealing process. SiOC film decreased the polarization by the chemical reaction between alkyl group and hydroxyl group, and increased the degree of amorphism. For the range of 950 cm-1 in FTIR spectra, the spectra were divided into two types depending on polar sites. The refractive index of SiOC film with the lowest polarization increased and the thickness of that decreased.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 화학적 기상 증착법에 의해 얻은 SiOC 박막을 증착하고 열처리를 하였으며, 광학적 특성을 측정하여 박막의 구조가 변해가는 원인을 조사하였다.

제안 방법

후공정으로써 열처리는 증착이 끝난 박막을 다시 400도에서 10분간 RTA(rapaid thermal annealing)를 사용하였으며, 저진공 상태에서 열처리가 이루어진다. MFC의 개량단위는 sccm 이며, 샘플에 대한 표기는 DMDMOS를 실어나르는 Ar개스의 MFC 개량에 따른 유량의 변화값으로 하였으며, 이때 산소의 유량은 5 sccm으로 고정하였다. 샘플을 구변하기 위해서 샘플번호를 작성하였으며, 샘플의 번호는 Ar의 유량을 나타낸 것이며, Ar의 유량에 따라서 DMDMOS의 버블링이 되는 양이 달라진다.
개스라인은 증착이 이루어지는 동안 35도를 유지하면서, 1분 동안 증착하였다. SiOC 박막의 표면의 특성 변화는 유량비를 변화시키면서 증착한 박막표면의 화학적 변화를 관측하기 위해서 FTIR (Fourier transform infrared) 분석기와 반사도는 spectro photometer (HiTACH, U-3501)를 이용하였다. 굴절률과 두께는 632.
56 Mhz에서 900W이고 dimethyl -dimethoxysilane (DMDMOS) 과 산소의 혼합 개스에 의한 플라즈마를 유도하고 이온화된 원자들의 재결합이 이루어지면서 박막을 증착하였다. 공정변수인 개스유량에 따른 변화를 살펴보았다. DMDMOS와 산소는 반응개스이고 Ar은 DMDMOS를 버블링시켜서 챔버안으로 옮겨가는 캐리어가스이며, MFC가 측정하는 양은 Ar 캐리어가스이다.
반도체 산업에서 태양전지나 디스플레이에 적용할 수 있는 절연막으로써 SiOC 박막의 광학적 특성에 대하여 살펴보기 위하여 CVD 방법으로 SiOC 박막을 제작하였다. 유량비에 따라서 달라지는 박막의 특성상 DMDMOS 프리커서를 이용하여 산소의 혼합개스에 의하여 유량비에 따라 플라즈마를 만들어서 에너지에 의한 개스의 해리와 재결합과정을 통하여 제작하였다.
반도체 산업에서 태양전지나 디스플레이에 적용할 수 있는 절연막으로써 SiOC 박막의 광학적 특성에 대하여 살펴보기 위하여 CVD 방법으로 SiOC 박막을 제작하였다. 유량비에 따라서 달라지는 박막의 특성상 DMDMOS 프리커서를 이용하여 산소의 혼합개스에 의하여 유량비에 따라 플라즈마를 만들어서 에너지에 의한 개스의 해리와 재결합과정을 통하여 제작하였다. SiOC 박막을 증착하기 위해서 분극의 감소를 유도하기 위한 과정은 OH 수산기와 CH_n 알킬기를 이용하는 것이며, 플라즈마 파워의 최적화를 통하여 이루어진다는 것을 확인하였다.
탄소 주입 실리콘 산화막은 p-type(100)Si 기판 위에 플라즈마를 이용한 화학적 기상증착 방법에 의해서 증착되었다. 증착시 RF파워는 13.56 Mhz에서 900W이고 dimethyl -dimethoxysilane (DMDMOS) 과 산소의 혼합 개스에 의한 플라즈마를 유도하고 이온화된 원자들의 재결합이 이루어지면서 박막을 증착하였다. 공정변수인 개스유량에 따른 변화를 살펴보았다.

대상 데이터

SiOC 박막의 표면의 특성 변화는 유량비를 변화시키면서 증착한 박막표면의 화학적 변화를 관측하기 위해서 FTIR (Fourier transform infrared) 분석기와 반사도는 spectro photometer (HiTACH, U-3501)를 이용하였다. 굴절률과 두께는 632.8 nm소스를 갖는 엘립소미터(uvsel/fpd-12, Horiba Jobin Yvon)를 이용하였다.
굴절률과 두께의 변화에 따라서도 이러한 변화는 찾아볼 수 있었다. 비정질도가 가장 높은 박막은 이러한 변화의 중간에 있는 박막으로써 본 연구를 통한 데이터인 경우 샘플4인 것으로 나타났다.
탄소 주입 실리콘 산화막은 p-type(100)Si 기판 위에 플라즈마를 이용한 화학적 기상증착 방법에 의해서 증착되었다. 증착시 RF파워는 13.

성능/효과

열처리 후, SiOC 박막의 굴절률은 조금 증가하였다. FTIR 데이타에 의하여 950 cm^-1이하의 영역에서 분극의 특성에 따라서 픽의 모양이 변하였으며, 광학적인 특성인 반사도를 측정하여도 이러한 변화의 차이를 구분할 수 있었다. 굴절률과 두께의 변화에 따라서도 이러한 변화는 찾아볼 수 있었다.
유량비에 따라서 달라지는 박막의 특성상 DMDMOS 프리커서를 이용하여 산소의 혼합개스에 의하여 유량비에 따라 플라즈마를 만들어서 에너지에 의한 개스의 해리와 재결합과정을 통하여 제작하였다. SiOC 박막을 증착하기 위해서 분극의 감소를 유도하기 위한 과정은 OH 수산기와 CH_n 알킬기를 이용하는 것이며, 플라즈마 파워의 최적화를 통하여 이루어진다는 것을 확인하였다. 분극이 감소된 것을 확인할 수 있는 근거로는 분극이 최저가 되는 샘플에서 물리적 화학적 변화가 심하게 일어나는 것으로부터 알 수 있었다.
반도체소용으로 적용하기 위한 비정질 박막은 일반적으로 평탄도가 우수하고 접착성이 좋아서 반도체 소자에 적용하기 좋은 특성을 갖기 때문에 박막용 태양전지나 디스플레이소자에 쓰기가 적합하게 된다. 본 실험에서는 CVD-SiOC 박막의 분극의 감소에 의한 비정질성이 높은 박막을 만들 수 있는 것을 확인하였다.
그림 10은 SiOC 박막의 열처리 후 굴절률의 변화를 보여준다. 열처리 후, SiOC 박막의 굴절률은 조금 증가하였다. FTIR 데이타에 의하여 950 cm^-1이하의 영역에서 분극의 특성에 따라서 픽의 모양이 변하였으며, 광학적인 특성인 반사도를 측정하여도 이러한 변화의 차이를 구분할 수 있었다.
결합을 구성하고 있는 성분이외에 내부에 함유하고 있는 수분성분을 제거하기 위해서 400℃에서 10분간 열처리한다[3]. 증착한 박막의 결과와 크게 달라지지 않는 것으로부터 SiOC 박막의 결합구조는 증착과정에서 형성되고 있다는 것을 알 수 있게 한다.

참고문헌 (9)

T. Oh, and C. H. Kim : IEEE Trans. Plasma Science, 38, 1598-1602, 2010.

상세보기
Y. L. Cheng, Y. L. Wang, J. K. Lan, H. C. Chen, J. H. Lin, Y. L. Wu, P. T. Liu, Y. C. Wu and M. S. Feng : Thin Solid Films, 469-470, 1787-183, 2004.
T. Oh : Jpn. J. Appl. Phys. 45, 7871-7875, 2006.

상세보기
P. de Rouffignac, Z. Li, and R. G. Gordon : Electrochemical and Solid State Letters, 7, G360-G308, 2004.
J. Widodo, W. Lu, S. G. Mhaisalkar, J. L. L. Sudijono, L. C. Hsia, L. Shen and K. Y. Zeng : Thin Solid Films, 472, 195-202, 2005.

상세보기
J. Widodo, W. Lu, S. G. Mhaisalkar, L. C. Hsia, P. Y. Tan, L. Shen and K. Y. Zeng : Thin Solid Films, 475, 213-218, 2004.
C. S. Yang, Y. H. Yu, H. J. lee, K. M. Lee and C. C. Choi : Thin Solid Films, 475, 150-154, 2005.

상세보기
L. Plantier, Y. Le Friec, A. Humbert, G. Imbert, E. Sabouret, M. Sardo, V. Girault, D. Delille, S. Jullian, K. Junker : Microelectronic Engineering, 83, 2407-2411, 2006.

상세보기
T. Oh : IEEE transactions on Nanotechnology, 5, 23-29, 2006.

상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증