| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 25권 2호 |
| 발표분야 | G. 나노/박막 재료 분과 |
| 제목 | Pulsed biased 적용을 통한 Si와 TiO2 나노구조체의 식각 특성 향상에 대한 연구 |
| 초록 | Sub-wavelength 단위의 silicon과 titanium dioxide (TiO2)기반의 다양한 나노구조체는 나노 광자 기반 광학 장치에 대해 광범위하게 연구되어왔다. 높은 퀄리티 및 높은 식각비를 가지는 나노구조체 형성은 광학 특성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 고도로 미세화되고 있는 패턴 식각 시에 발생하는 많은 문제들이 여전히 극복할 과제로 남아있다. 본 연구에서는 미세패턴 식각 시, charging effect로 인한 notching, miro-trenching, aspect ratio dependent etching (ARDE)등의 문제점을 개선하기 위해 pulsed bias를 적용한 inductively coupled plasma (ICP)를 이용하여 Si 와 TiO2의 식각 특성에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구를 위해 SF6/C4F8/Ar gas mixture와 BCl3/Ar gas mixture를 사용, pulse biased ICP etch를 이용했다. 다양한 종횡비를 가지는 ine 및 Pillar구조의 Si 및 TiO2를 식각하고, 그 결과를 continuous wave (CW) biased ICP 를 사용하여 식각한 결과와 비교하였다. 그 결과 CW biased ICP에 비해 pulse biased ICP를 이용하여 식각한 경우, ARDE가 개선됨에 따라, 상이한 패턴 폭을 가지는 나노 구조에 대한 균일한 etch depth를 확인하였다. 또한 Si 구조뿐만 아니라 TiO2 구조에서도 notching이 발생하지 않고, etch profile이 개선되었음을 확인하였다. 이는 pulse-off 구간에서 surface neutralization에 의한 surface charging이 감소되고 radical adsorption (또는 etch byproduct 제거)와 관련이 있는 것을 다양한 분석 장비를 통해 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로, pulse biased plasma를 이용한 식각이 반도체뿐만 아니라 광학 소자에 적용 가능한 다양한 나노 구조체 제작에 이바지를 할 수 있을 것으로 사료된다. |
| 저자 | 김희주, 신예지, 오지수, 김교운, 염근영 |
| 소속 | 성균관대 |
| 키워드 | Pulsed plasma etching; Si nanostructure; TiO2 nanostructure; Etch profile; Aspect ratio dependent etch (ARDE) |
