고밀도 플라즈마를 사용한 Cl₂ / Poly - Si 건식 식각

국문 초록 (Abstract)

고밀도 플라즈마 source인 helical resonator의 특성을 알기 위해 Langmuir probe를 사용하여 특성 변수들-플라즈마 밀도, 전자 온도, 이온 전류 밀도-의 값을 측정하였다. 또한 Cl₂/poly-Si 시스템에서의 식각반응 메카니즘을 규명하기 위해 Si와 SiCl의 에미션 시그날을 분석하였다. Cl₂/poly-Si 식각 시스템계에서는 화학 식각에 의한 반응이 물리식각에 의한 반응보다 주됨을 알 수 있다. 또한 폴리 실리콘 내의 불순물 P농도가 증가함에 따라 식각의 화학반응 산출물인 SiCl의 양이 물리식각 산출물인 Si의 양보다 급격히 증가하는 양상을 보였다. 이는 표면 반응중 형성된 Si-Cl 결합을 통해 실리콘 내부의 전자들이 Cl 쪽으후 이동함으로써 Si-Cl은 더욱 유동적이며 이온화된 특성을 갖게 되고, 따라서 Cl₂^+와 같은 에천트들이 표면에 흡착될 확률이 커져 SiCl_x의 형성을 용이하게 하기 때문으로 생각된다. 즉 불순물 P 농도가 증가함에 따라 표면의 Si를 제거하는데는 물리식각보다 화학식각이 더욱 큰 역할을 하는 것으로 밝혀졌다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The characteristic parameters of high density plasma source (Helical Resonator) have been measured with Langmuir probe to get the plasma density, electron temperature, ion current density, etc. Optical emission spectra of Si and SiCl have been analyzed in Cl₂/poly-Si system to elucidate etching mechanism. In this system, the main reaction to remove silicon atoms on the surface is proceeding mostly through chemical reaction, not pure physical reaction. The emission intensity of SiCI (chemical etching product) increases much faster than Si (pure physical etching product) with increasing the concentration of impurities (P). This is due to the electron transfer from substrate to the surface via Si-Cl bond. As a result, Si-Cl bond becomes more ionic and mobile, therefore the Cl-containing etchant forms SiCl_x with surface more easily. Consequently, for the removal of Si atom from poly silicon surface, the chemical etching is more favorable than physical etching with increasing P concentrations.

목차 (Table of Contents)

• 요약
  
• Abstract
  
• 1. 서론
  
• 2. 실험방법
  
• 3. 결과 및 고찰
  
• 4. 결론
  
• 참고문헌