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Cl<sub>2</sub>/Ar 플라즈마를 이용한 ZnO 박막의 식각 특성
민수련,이장우,조한나,정지원,Min, Su Ryun,Lee, Jang Woo,Cho, Han Na,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2007 공업화학 Vol.18 No.1
$Cl_2/Ar$ 가스의 고밀도 플라즈마를 이용하여 ZnO 박막에 대한 식각이 연구되었다. $Cl_2$ 가스의 농도, coil rf power, dc-bias 전압, 그리고 공정 압력을 변화시켜서 ZnO 박막의 식각특성을 체계적으로 조사하였다. $Cl_2$ 가스의 농도가 증가할수록 ZnO 박막의 식각 속도는 증가하였고, 식각된 패턴 주변의 재증착은 감소되었지만 식각된 패턴의 측면 경사는 낮아졌다. Coil rf power와 dc-bias 전압이 증가할수록 ZnO 박막의 식각 속도가 증가하였고, 식각 프로파일이 개선되었다. 공정 압력이 증가 할수록 ZnO 박막의 식각 속도가 미세하게 증가하였으나 식각 프로파일의 변화는 관찰되지 않았다. 이러한 결과들을 토대로 하여 ZnO 박막의 최적의 식각 조건이 설정되었다. 재증착이나 잔류물이 없이 대략 $75^{\circ}{\sim}80^{\circ}$의 높은 이방성 식각을 갖는 ZnO 박막의 식각이 20% $Cl_2$ 가스의 농도, 1000 W의 coil rf power, 400 V의 dc-bias 전압, 그리고 5 mTorr의 공정 압력에서 성공적으로 이루어졌다. The etching of zinc oxide (ZnO) thin films has been studied using a high density plasma in a $Cl_2/Ar$ gas. The etch characteristics of ZnO thin films were systematically investigated on varying $Cl_2$ concentration, coil rf power, dc-bias voltage, and gas pressure. With increasing $Cl_2$ concentration, the etch rate of ZnO thin film increased, the redeposition around the etched patterns decreased but the sidewall slope of the etched patterns slanted. As the coil rf power and dc-bias voltage increased, the etch rates of ZnO thin films increased and etch profiles of ZnO thin films were improved. With increasing gas pressure, the etch rate of ZnO thin films slightly increased but little change in etch profile was observed. Based on these results, the optimal etching conditions of ZnO thin film were selected. Finally, the etching of ZnO thin films with a high degree of anisotropy of approximately $75^{\circ}{\sim}80^{\circ}$ without the redepositions and residues was successfully achieved at the etching conditions of 20% $Cl_2$ concentration, coil rf power of 1000 W, dc-bias voltage of 400 V, and gas pressure of 5 mTorr.
Indium Zinc Oxide 박막 특성에 대한 O<sub>2</sub> 농도와 열처리 온도의 영향
조한나,리유에롱,민수련,정지원,Cho, Han Na,Li, Yue Long,Min, Su Ryun,Chung, Chee Won 한국공업화학회 2006 공업화학 Vol.17 No.6
Indium zinc oxide (IZO) 박막이 radio frequency reactive magnetron sputtering 방법을 이용하여 증착되었으며 여러 가지 공정변수 중에서 $O_{2}$ 농도와 증착 후에 열처리 온도를 선택하여 박막의 광학적, 전기적 그리고 구조적인 특성을 조사하였다. $O_{2}$ 농도가 증가할수록 IZO 박막의 증착속도는 감소하였고 저항도는 증가하였으며 투과도는 약간 증가하는 경향을 보였다. Atomic force microscopy 분석의 결과로부터, 순수한 아르곤에서 증착된 박막의 표면이 가장 거칠었고 $O_{2}$가 첨가된 조건에서 증착된 박막들은 덜 거칠었다. 순수한 아르곤의 조건에서 증착된 IZO 박막들을 각각 250, 350, 그리고 $450^{\circ}C$에서 열처리하였다. 투과도와 저항도는 순수한 아르곤 조건에서 증착된 시료에서 가장 낮게 나타났고 $250^{\circ}C$의 열처리 온도까지 낮은 저항도가 유지되었다. 박막의 표면은 높은 온도에서 열처리된 시료일수록 더 매끄러운 표면을 가졌다. X-ray diffraction 결과를 통해서 높은 온도에서 열처리된 시료일수록 박막의 결정화가 잘 이루어진 것을 알 수 있었다. The indium zinc oxide (IZO) thin films were deposited using a radio frequency reactive magnetron sputtering method. Among the various processing variables, $O_{2}$ concentration and annealing temperature after deposition were selected and the optical, electrical, and structural properties of IZO thin films were investigated. As the $O_{2}$ concentration increased, the deposition rate of IZO thin films decreased, the resistivity increased and the transmittance slightly increased. According to atomic force microscopy analysis, the IZO films deposited at pure Ar showed rough surface and those deposited with $O_{2}$ addition exhibited relatively smooth surface. The IZO thin films deposited at pure Ar were annealed at 250, 350, and $450^{\circ}C$, respectively. The IZO thin film deposited at pure Ar showed the lowest transmittance and resistivity and resistivity greatly increased at the annealing temperature exceeding $250^{\circ}C$. The higher annealing temperature IZO films were annealed at, the smoother surface the films showed. The x-ray diffraction revealed that IZO films annealed at higher temperature had better crystalline structures.