초록 ▼

본 연구에서는 반도체 양자소자 개발을 위한 고밀도 플라즈마를 이용한 식각기초기술 및 공정기술개발을 확보하는 것이다. 그런 목적으로, 고밀도 플라즈마를 얻을 수 있는 ICP 식각장비를 구축하였고, ICP 플라즈마 특성을 분석하기 위하여 Langmuir Probe를 사용하여 rf 출력 및 압력에 따른 플라즈마 밀도와 전자온도를 조사하였고, BCl₃/(Cl₂+BCl₃)가스 precusor와 압력에 따른 radical 방출 강도를 측정하여 식각에 따른 플라즈마 반응조건을 조사하였다. 이 조건하에서 Al 금속을 식각하여 선택비율, 식각율,

본 연구에서는 반도체 양자소자 개발을 위한 고밀도 플라즈마를 이용한 식각기초기술 및 공정기술개발을 확보하는 것이다. 그런 목적으로, 고밀도 플라즈마를 얻을 수 있는 ICP 식각장비를 구축하였고, ICP 플라즈마 특성을 분석하기 위하여 Langmuir Probe를 사용하여 rf 출력 및 압력에 따른 플라즈마 밀도와 전자온도를 조사하였고, BCl₃/(Cl₂+BCl₃)가스 precusor와 압력에 따른 radical 방출 강도를 측정하여 식각에 따른 플라즈마 반응조건을 조사하였다. 이 조건하에서 Al 금속을 식각하여 선택비율, 식각율, resist erosion율을 측정하여 최적 etching 조건을 조사하였다. 또한, ICP 플라즈마를 사용하여 SiO₂ 박막 식각을 수행하였다. 이러한 과정에서는 높은 선택비와 양질의 패턴을 얻기위하여 C₄F6/CH₃F/CO 와 C₂F6/CH₃F/CO 가스 precursor를 사용하여 precursor의 의존성을 조사하였다.이외에도, 양자소자에 관련된 공정기술 확립을 위하여 양자소자에 대한 이론적모델을 설정하였고, 이것에 대한 전기적 특성을 조사하였다. 제시된 모델을 토대로 HEMT 양자소자를 제작하여, 이러한 소자에 대한 기초적인 특성을 조사하였지만, 이론적 결과와의 비교를 위한 전기적 특성에 대한 실험은 현재 진행중에 있다. 이것에 대한 실험적 연구는 년차계획에 따라 계속 수행될 예정이다.

Abstract ▼

In order to accomplish the goals of this project, the high density plasma etcher system for "5" wafer with ICP source has been set up. In order to analyse the ICP plasma characteristics, we investigated the plasma density and the electron temperature depending on rf power and pressure by using Langm

In order to accomplish the goals of this project, the high density plasma etcher system for "5" wafer with ICP source has been set up. In order to analyse the ICP plasma characteristics, we investigated the plasma density and the electron temperature depending on rf power and pressure by using Langmuir Probe. Also, we measured the radical emission intensity depending on the flow rate ratio of BCl₃/(Cl₂+BCl₃) precusor and pressure, and obtained the conditions giving and influence on the radicals. With these conditions, we performed the Al etching and measured the selectivity, the etching rate, and the resist erosion rate to obtain the optimal etching condition. In addition, we developed a HEMT device (n+-AlGaAs/n-AlGaAs/AlGaAs/GaAs /GaAs(100)) and investigated its properties for the purpose of acquiring process technology related to the quantum device.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...17
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황...21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...23
• 제 1 절 연구개발 수행 내용...23
• 1. ICP CVD 장치...23
• 2. 유도 결합 플라즈마의 전기적 특성...26
• 3. rf 출력에 따른 플라즈마의 특성...29
• 4. 기판위치에 따른 플라즈마 분포...33
• 5. 기판반경 방향으로의 플라즈마 분포...36
• 6. 식각특성조사...39
• 가. Al 식각특성조사...39
• (1) ${BCl}_3/({Cl}_2+{BCl}_3$) Precursor의 플라즈마 방출특성...39
• (2) Al 박막의 식각특성...44
• (3) 식각된 Al 박막의 SEM 분석...48
• 나. Oxide 박막의 식각특성...50
• (1) $C_4F_8/Ar/CO$ precursor...50
• (2) $C_2F_6/Ch_3F/CO$ precursor...55
• 7. 양자소자의 이론적 연구...59
• 가. 양자소자 모델링 및 전기적 특성...59
• (1) 양자소자 모델링...59
• (2) 양자소자의 전기적 특성...63
• 나. 수치적결과...66
• 제 2 절 연구개발수행 결과...74
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...76
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획...77
• 제 6 장 참 고 문 헌...78