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디스플레이 공정 플라즈마 기초 원문보기

인포메이션 디스플레이 = Information display, v.16 no.6, 2015년, pp.3 - 13  

김동환 (한양대학교 나노반도체공학과) ,  정진욱 (한양대학교 전기공학과)

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문제 정의

  • 본 기고에서는 공정 플라즈마 기초에 대해서 다루어보았다. 플라즈마의 정의를 시작으로 플라즈마의 구조에 대해 살펴보았고, 플라즈마 내부의 하전 입자의 운동, 입자간 충돌에 대한 개념을 설명하였다.
  • 이와 같이 플라즈마를 사용하는 공정을 정확히 이해하기 위해서는 플라즈마의 기초 이해가 필수적이다. 본 기고에서는 플라즈마의 정의를 시작으로 플라즈마의 구조, 플라즈마 내에서의 하전 입자의 운동과 입자간의 충돌, 마지막으로 확산 그리고 플라즈마 밀도와 전자 온도가 어떻게 결정되는지에 대해서 살펴볼 예정이다.
  • 앞서 전기장만 혹은 자기장만 있을 때의 하전입자 운동에 대해 살펴보았다. 그러나 일반적인 경우, 플라즈마 내부에는 전자기장이 모두 존재하며 이들이 모두 있을 때의 하전입자가 어떻게 움직이는지 살펴보아야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플라즈마는 어떤 공정에서 사용되는가? 플라즈마는 반도체 및 디스플레이 소자의 제조 공정 중 식각, 증착, 에싱, 이온 주입 공정에서 널리 사용되고 있다[1-5]. 특히, 반도체 공정에서 플라즈마의 역할이 중요해지고 있는데, 이는 반도체 공정이 미세화 됨에 따라 높은 종횡비를 가지는 패턴의 이방성 식각이 요구되기 때문이다.
반도체 공정에서 플라즈마의 역할이 중요한 이유는 무엇인가? 플라즈마는 반도체 및 디스플레이 소자의 제조 공정 중 식각, 증착, 에싱, 이온 주입 공정에서 널리 사용되고 있다[1-5]. 특히, 반도체 공정에서 플라즈마의 역할이 중요해지고 있는데, 이는 반도체 공정이 미세화 됨에 따라 높은 종횡비를 가지는 패턴의 이방성 식각이 요구되기 때문이다. 높은 종횡비 식각 시, 패턴 상하부의 전하 불균일이 생겨 이방성 식각 구현에 어려움이 있는데(notching, bowing), 최근에는 이를 해결하기 위한 펄스 플라즈마의 응용 및 연구가 활발하다[6].
디바이 차폐 길이에 영향을 주는 요인은? 디바이 차폐 길이는 플라즈마 내부의 전하가 다른 전하에게 전기력을 미치는 거리로써, 이 거리를 벗어나면 해당 전하에 의한 전기력을 거의 못 느낀다. 이 특성 길이는 전자 온도에 비례하고, 플라즈마 밀도에 반비례하는데, 이는 양이온의 전기력을 차폐할 주변의 전자가 많을수록, 그리고 그 전자들의 에너지가 작을수록 짧아진다는 의미로 이해할 수 있다.
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참고문헌 (8)

  1. 정진욱, 플라즈마 전자공학, 청문각 (2013). 

  2. 염근영, 플라즈마 식각기술, 미래컴 (2006). 

  3. M. A. Lieberman and A. J. Lichitenberg, Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, Wiley, New York (2005). 

  4. F. F. Chen, Plasma Physics and Controlled Fusion, Plenum Press, New York (1984). 

  5. P. Chabert and N. Braithwaite, Physics of Radio frequency Plasmas, Cambridge University Press, Cambridge (2011). 

  6. Samer Banna, Ankur Agarwal, Gilles Cunge, Maxime Darnon, Erwine Pargon, and Olivier Joubert, J. Vac. Sci. Technol. A 30, 040801 (2012). 

  7. N. Hershkowitz, Plasma Diagnostics, edited by O. Auciello and D. L. Flamm Academic, San Diego (1989). 

  8. C. Lee and M. A. Lieberman, J. Vac. Sci. Technol. A 13(2), 368 (1995). 

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