PECVD의 주파수 조건에 따른 SiNx막 증착

최정호,서화일,노시철,정종대 한국반도체디스플레이기술학회 2014 반도체디스플레이기술학회지 Vol.13 No.4

The silicon nitride (SiNx) film for surface passivation and anti-reflection coating of crystalline silicon solar cell is very important and it is generally deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). PECVD can be divided into low and high frequency method. In this paper, the SiNx film deposited by low and high frequency PECVD method was studied. First, to optimize the SiNx film deposited by low frequency PECVD method, the refractive index was measured by varying the process conditions like SiH4, NH3, N2 gas rate, and RF power. When SiH4 gas rate was increased and NH3 gas rate was decreased, the refractive index was increased. The refractive index was also increased with RF power decline. Second, to compare the characteristics of the low and high frequency PECVD SiNx film, the refractive index was measured by varying NH3/SiH4 gas ratio and RF power and the minority carrier lifetime of before and after high temperature treatment process was also measured. The refractive index of both low and high frequency PECVD SiNx film was decreased with increase in NH3/SiH4 gas ratio and RF power. After high temperature treatment process, the minority carrier lifetime of both low and high frequency PECVD SiNx film was increased and increased degree was similar. The minority carrier lifetime of low frequency PECVD SiNx was increased from 11.03㎲ to 28.24㎲ and that of high frequency PECVD SiNx was increased from 11.60㎲ to 27.10㎲.

공정데이터를 이용한 PECVD공정의 Fault Localization

이혜민,홍경진,Shallon Stubbs,장원혁 대한산업공학회 2013 대한산업공학회 추계학술대회논문집 Vol.2013 No.11

본 논문에서는 Display제조공정의 Low Temperature Poly Silicon(LTPS)단계에서 Plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD)공정과 결정불량의 상관관계를 살펴보고, PECVD공정 내 결정불량의 유발인자들의 발생 메커니즘을 알아보고자 한다. 설명변수로 PECVD의 공정 데이터를 이용하였으며, 시뮬레이션 방법은 progressive principal component analysis(progressive PCA)와 Squared prediction error(SPE) time series그래프를 사용하였다. 이 시뮬레이션 방법은 각 변수들의 단변량적인 통계분석을 넘어서 변수들간의 교호작용까지 고려한 다변량 통계 방법으로서 공정 이상을 정확히 예측하고, 분석하여 공정관리 효율과 공정능력을 높이는데 도움이 된다. 본 논문에서는 결정불량 발생에 영향을 주는 PECVD공정의 변수들을 찾아 내고, T²와 SPE time series그래프를 통해 변수들의 이상거동 시점을 파악하였다. 그리고 PECVD기인성 결정불량의 발생시나리오를 예측하였다. 본 알고리즘은 PECVD공정과 결정불량의 상관관계를 밝히는 것 이외에도 제조공정의 다른 설비 또는 단위공정에 적용될 수 있다. 이는 다양한 불량들의 원인인자를 찾고 공정과의 상관관계를 분석하는데 도움을 줄 것으로 예상한다.

PECVD에 의해 제조된 Sb-doped SnO₂박막의 광학적성질

김근수,윤석영,김광호 부산대학교 생산기술연구소 2000 生産技術硏究所論文集 Vol.58 No.-

플라즈마를 이용한 화학증착법 (PECVD)으로 Corning glass 1737 기판에 Sb-doped SnO2 박막을 증착하였다. 플라즈마 화학증착시 반응변수에 따른 박막의 결정상, 표면형상 및 광투과도를 XRD, SEM, AFM 과 그리고 UV-VIS-NIR Spectrophotometer를 이용하여 분석하였다. Thermal CVD에 비해 PECVD법은 박막의 증착속도를 향상시켰고, 박막의 표면형상을 보다 균일하게 하였다. 반응온도 450℃, 유입가스비 R=1.12, RF power 30W에서 결정성과 광투과도가 비교적 뛰어난 Sb-doped tin oxide films을 얻을 수 있었다. Sb-doped tin oxide films were deposited on Coming glass 1737 substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique. The films deposited at different reaction parameters were investigated by using XRD, SEM, AFM, and UV-VIS-NIR Spectrophotometer. Compared to thermal CVD,PECVD effectively enhanced the deposition rate and smoothed the surface of tin oxide films. Sb-doped tin oxide films which have a relatively good crystallinity and photo-transmission were obtained at deposition temperature 450℃, input gas ratio R=1.12, and RF power 30W.

PECVD와 NO 어닐링 공정을 이용하여 제작한 N-based 4H-SiC MOS Capacitor의 SiC/SiO2 계면 특성

송관훈,김광수,Song, Gwan-Hoon,Kim, Kwang-Soo 한국전기전자학회 2014 전기전자학회논문지 Vol.18 No.4

본 연구에서는 4H-SiC MOSFET의 주요 문제점인 $SiC/SiO_2$ 계면의 특성을 향상시키기 위해 PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) 공정을 이용하여 n-based 4H-SiC MOS Capacitor를 제작하였다. 건식 산화 공정의 낮은 성장속도, 높은 계면포획 밀도와 $SiO_2$의 낮은 항복전계 등의 문제를 극복하기 위하여 PECVD와 NO어닐링 공정을 사용하여 MOS Capacitor를 제작하였다. 제작이 끝난 후, MOS Capacitor의 계면특성을 hi-lo C-V 측정, I-V 측정 및 SIMS를 이용해 측정하고 평가하였다. 계면의 특성을 건식 산화의 경우와 비교한 결과 20% 감소한 평탄대 전압 변화, 25% 감소한 $SiO_2$ 유효 전하 밀도, 8MV/cm의 증가한 $SiO_2$ 항복전계 및 1.57eV의 유효 에너지 장벽 높이, 전도대 아래로 0.375~0.495eV만큼 떨어져 있는 에너지 영역에서 69.05% 감소한 계면 포획 농도를 확인함으로써 향상된 계면 및 산화막 특성을 얻을 수 있었다. In this research, n-based 4H-MOS Capacitor was fabricated with PECVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) process for improving SiC/$SiO_2$ interface properties known as main problem of 4H-SiC MOSFET. To overcome the problems of dry oxidation process such as lower growth rate, high interface trap density and low critical electric field of $SiO_2$, PECVD and NO annealing processes are used to MOS Capacitor fabrication. After fabrication, MOS Capacitor's interface properties were measured and evaluated by hi-lo C-V measure, I-V measure and SIMS. As a result of comparing the interface properties with the dry oxidation case, improved interface and oxide properties such as 20% reduced flatband voltage shift, 25% reduced effective oxide charge density, increased oxide breakdown field of 8MV/cm and best effective barrier height of 1.57eV, 69.05% reduced interface trap density in the range of 0.375~0.495eV under the conduction band are observed.

Mesh-type PECVD 방법으로 제조된 비정질 Si박막의 특성 및 레이저 결정화

한상용,최재식,김용수,박성계,노재상,김형준,Han Sang-Yong,Choi Jae-Sik,Kim Yong-Su,Park Sung-Gye,Ro Jae-Sang,Kim Hyoung-June 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.1

It is increasingly necessary to use poly-Si n's as high resolution and integration of Tn for LCD. Excimer Laser Crystallization (ELC) of a-Si is mainly used as a low temperature process. But the ELC method for the fabrication of poly-Si has the eruption problems associated with hydrogen in the a-Si film. So we need a dehydro-genation process additionally. Hydrogen in a-Si film can degrade the quality of poly-Si film and electrical properties of device due to the hydrogen eruption and voids which occur during the excimer laser annealing. In this study, we propose mesh-type PECVD as the a-Si film deposition method for achieving the low concentration hydrogen. Mesh-type PECVD was found to reduce the hydrogen content substantially. We could obtain a as-deposited a-Si film with hydrogen contents less than $1\%$ at $300^{\circ}C$. We also investigated the behavior by XeCl excimer laser annealing of a-Si fabricated by mesh-type PECVB. As a result, we were able to confirm the broad process window in contrast to the narrow process range typically obtained in ELC. Hydrogen eruption was not observed in poly-Si films after ELC These results suggests that mesh-type PECVD is a viable method to achieve the low hydrogen content a-Si and improve the process windows for ELC. poly-Si TR는 LCD의 고해상도화, 고집적화에 따라 그 요구가 점점 필요해지고 있다. 그러나 poly-Si의 제조를 위해 주로 사용하는 레이저 결정화 방법은 박막 내에 함유된 수소 때문에 별도의 탈수소 공정을 행하는 실정이다. 막내의 수소는 결정화 시 eruption과 void등의 생성으로 poly Si의 막 특성뿐 아니라 소자 특성에도 나쁜 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 전술한 문제점을 제어하기 위해 mesh-type PECVD를 제안하고 저수소화 박막 증착에 관한 연구를 수행하였다. 증착된 비정질 Si 박막은 $300^{\circ}C$ 이하의 온도에서도 $1 at\%$ 이하의 낮은 수소 함유량을 가진 것으로 조사되었다. mesh에 의한 이런 결과는 막내에 함유되는 수소를 효과적으로 제어하고 별도의 탈수소 공정을 배제하여 공정 감소의 효과를 갖는 장점이 있다. 또한 제조된 비정질 Si을 이용하여 XeCl 레이저 결정화하여 그 거동을 조사하였는데 일반적인 거동과 달리 매우 넓은 공정 영역을 갖고 있는 것을 확인할 수 있었다 또한, 수소에 의한 표면 거칠기 문제는 발견되지 않았으며 비교적 조대하고 균일한 결정립 분포를 하는 것으로 조사되었다 본 결과는 레이저 결정화 공정의 안정성에 기여하고 소자 특성 향상에도 기여할 것으로 기대된다

AFM을 이용한 PECVD에 의해 증착된 Sb-doped $SnO_2$ 박막의 표면형상에 관한 연구

윤석영,김근수,이원재,김광호,Yun, Seok-Yeong,Kim, Geun-Su,Lee, Won-Jae,Kim, Gwang-Ho 한국재료학회 2000 한국재료학회지 Vol.10 No.8

플라즈마 화학증착법을 이용하여 Corning glass 1737 기판에 안티몬 도핑 산화주석 박막을 증착하였다. 플라즈만 화학증착시 반응변수에 따른 박막의 결정상 및 형성된 표면거칠기에 대하여 XRD와 AFM을 이용하여 검토하였다. 반응온도 $450^{\circ}C$, 유입가스비 R[$P_{SbCl}P_{{SnCl}_4}$]=1.12, r.f. power 30W에서 비교적 결정성이 뛰어난 박막을 얻을 수 있었다. 화학증착법(TCVD)에 비해 플라즈마 열화학증착법(PECVD)으로 얻은 박막의 표현형상이 보다 균일하였다. 안티몬 도핑농도가 증가할수록, 증착온고가 낮을수록, 증착두께가 작을수록 박막의 표면거칠기가 보다 감소하였다. Sb-doped tin oxide films were deposited on Cornig glass 1737 substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique. The films deposited at different reaction parameters were then examined by using XRD and AFM. The relatively good crystalline thin film was formed at $450^{\circ}C$, input gas ratio R[$P_{SbCl}P_{{SnCl}_4}$]=1.12 and r.f. power 30W. The surface roughness of the film formed by PECVD compared to TCVD was more smooth. Higher concentration of Sb dopant, lower deposition temperature, and thinner thickness of deposited film led to de-creasing surface roughness of the formed thin films.

Mesh-type PECVD를 이용한 DC-bias인가 및 수소가스 첨가에 따른 저수소화 비정질 실리콘 박막에 관한 연구

류세원,권도현,박성계,남승의,김형준,Ryu, Se-Won,Gwon, Do-Hyeon,Park, Seong-Gye,Nam, Seung-Ui,Kim, Hyeong-Jun 한국재료학회 2002 한국재료학회지 Vol.12 No.4

In this study mesh-type PECVD system was suggested to minimize the hydrogen concentration. The main structural difference between the triode system and a conventional system is that, a third electrode, a mesh, is inserted between the powered and the ground electrode. We investigated several conditions to compare with conventional PECVD. The main effect of mesh was to minimize the substrate damage by ion bombardment and to enhance the surface reaction to induce hydrogen desorption. It was also found that hydrogen concentration decreased but deposition rate increased as increasing applied bias. Applied DC-bia s enhanced sputtering process. Intense ion bombardment causes the weakly bonded hydrogen or hydrogen-containing species to leave the growing film and increased adatom mobility. Furthermore, addition of hydrogen gas enhance the surface diffusion of adatom.

PECVD법에 의해 제조된 Sb-doped $SnO_2$ 박막의 증착거동 및 전기적 특성

김근수,서지윤,이희영,김광호 한국세라믹학회 2000 한국세라믹학회지 Vol.37 No.2

Sb-doped tin oxide films were deposited on Corning glass 1737 substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD) technique using a gas mixture of SnCl4/SbCl5/O2/Ar. The deposition behaviors of tin oxide films by PECVD were compared with those by thermal CVD, and effects of deposition temperature, r.f. power and Sb doping on the electrical properties of tin oxide films were investigated. PECVD technique largely increased the deposition rate and smoothed the surface of tin oxide films compared with thermal CVD. Electrical resistivity decreased with doping of Sb due to the increase of carrier concentration. However, large doping of Sb diminished carrier concentration and mobility due to the decrease of crystallinity, which resulted in the increase of electrical resistivity. As the deposition temperature and r.f. power increased, Cl content in the film decreased.

통계적 실험계획에 의한 PECVD로 증착된 실리콘 산화막의 특성 분석

李晟準,金洸範,崔鑛泉,漢秀一,尹知原,金劉邏,朴宰賢,洪尙眞 명지대학교 산업기술연구소 2006 産業技術硏究所論文集 Vol.25 No.-

According as the current needs of low temperature in semiconductor manufacturing process, PECVD using low temperature and high deposition rate is becoming more of a concern. However, PECVD equipment has the defect possibility on the interface between substrates and gate oxide layer, because ions or electrons with much high energy clash the interface. In this study, we embarked on the experiment with Statistical Design of Experiment and then also analyze which parameters influence on the characteristic of silicon dioxide filems. We finally made a constructive proposal for process optimization conditions.

FEMS 적용을 위한 머신러닝 기반의 에너지 소비 예측 모델

이형아 ( Hyungah Lee ),김동주 ( Dongju Kim ),구재회 ( Jae-hoi Gu ) 한국폐기물자원순환학회 2022 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2022 No.1