SrBi₂Ta₂O₉ 박막에 있어서 Ar/C1₂가스의 비율 및 RF/DC Power Density의 변화에 따른 수직 식각의 특성연구

Vertical Etching Characteristics of SrBi₂Ta₂O₉ thin Films Depending on Ar/Cl₂ Ratios and RF/DC Power Densities

유도결합형 플라즈마 (ICP-RIE) 장치를 이용하여 SBT (SrBi₂Ta₂O₉)/Si의 수직식각 실험을 하였다. 이와 같은 실험의 목적은 수직 단면구조의 강유전체 gate구조 및 capacitor 제조에 있어서 유효면적을 확보하고 parasitic effect를 최소화 하는 기술이 우수한 소자 특성을 얻기 위해 매우 중요한 기술이기 때문이다. Ar/C1₂를 반응가스로 사용하였으며 Ar/C1₂유량비를 각각 1, 0.8, 0.6, 0.4로 바꾸어 가면서 각 유량비에 대해 RF power를 700, 600, 500W로 변화시키는 동안 DC power를 각각 200, 150, 100, 50 W로 변화시키면서 식각 실험을 하였다. 식각조건 변화에 따른 수직 및 수평 식각율, 선택식각율, 감광막의 보호성, 리소그라피 조건에 따른 식각율 및 식각단면 구조의 특성, 식각율 변화에 따른 패턴 크기의 변화, SBT의 식각 단면 특성 등을 조사하였다. Ar/C1₂유량비가 0.8, RF power 700 W, DC power 200 W 일 때 식각속도는 1050 A/min으로 최적의 식각율을 확인하였다. 그리고 주사전자현미경의 관찰 결과 수 적도는 82℃ 정도로 매우 양호함을 알 수 있었다.

Vortical etching experiments of (SrBi₂Ta₂O₉)/Si thin films have been performed by using the inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-ME) apparatus. The purposes of these experiments are to get the effective area of vertical surface. Because this technology is very important to get good qualities of ferroelectric gate structure, capacitor and the minimum parasitic effects related to the excellent performances of the FRAM (Ferroelectric Random Access Memory) device. The reacting gases were Ar and Cl₂gases, and various Ar/C1₂flow ratios were used. The etching experiments were carried out at various RF powers such as 700, 700, 500W and at various DC powers such as 200, 150, 100, 50W, respectively. The maximum etch rate of SrBi₂Ta₂O₉/Si thin films was 1050 A/min at the Ar/C1₂ gas ratio of 20/16, RF power of 700 W and DC power of 200 W. From the SEM (scanning electron microscopy) image of the SBT thin films, the wall angle was as good as about 82°.