일반기술

플라즈마 도핑 분석 및 평가 기술

나노전자소자 및 MEMS/NEMS 기술에 필요한 차세대 반도체 도핑 기술인 플라즈마 도핑의 물성분석 및 평가기술, 특성 개선 기술을 제공1. 기술이전의 목적 플라즈마 도핑 장비를 나노 전자 소자 및 마이크로/나노 전기기계 시스템 (MEMS/NEMS) 제작에 사용하기 위하여, 공정 조건에 따른 주입된 불순물의 농도, 분포 및 결정결함 등을 분석하고, 나노 전자 소자를 제작하여 전기적 특성을 평가하여 플라즈마 도핑 공정의 최적화 기술을 제공하고자 함. 2. 기술이전의 필요성 플라즈마 도핑 기술은 기존의 이온 주입기와 달리 낮은 가속전압을 갖으면서도 매우 높은 조사량(Dose)이 가능한 차세대 USJ(Ultra-shallow junction) 기술 중 가장 각광받고 있는 기술이다. 반도체 기술의 발달로 소자의 크기가 더욱 작아지면서, 아주 작은 크기의 나노 전자소자에서의 나노 사이즈 미세 패턴 도핑 기술이 요구되고 있으며, 소자 제작에 필요한 재료의 특성에 따라 저온에서도 활성화 효과가 뛰어난 도핑 기술이 핵심 기술로 떠오르고 있다. 또한, 3차원 구조를 갖는 MEMS/NEMS 기술에서는 기존의 평면 구조물에만 사용이 가능한 이온주입 방식보다는 다양한 방향을 갖는 표면에도 가능한 도핑기술이 필요하게 된다. 플라즈마 도핑 기술은 낮은 가속전압을 가지면서도 고농도 플라즈마에 직접 노출시키는 특징을 가지고 있어 이러한 조건들을 만족하는 차세대 USJ 기술이다. 따라서 플라즈마 도핑기술은 이에 맞게 특성화된 분석을 통하여 최적화된 공정조건을 연구하고, 그에 따른 전기적 특성을 정량적으로 평가하는 기술이 필요하게 된다.1) 활용방안 본 기술은 나노 전자 소자 및 전기기계 시스템의 제작에 있어서 플라즈마 도핑 기술의 분석과 평가를 통하여 공정 조건의 최적화를 유도할 수 있는 기술로서 나노 공정용 플라즈마 도핑 장비를 개발하고자 하는 업체 및 플라즈마 도핑 장비를 이용하여 나노 사이즈의 전자 소자 및 전기기계 시스템을 제작하고자 하는 업체들에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 2) 기대성과 본 기술은 플라즈마 도핑 장비를 개발하고자 하는 업체나 플라즈마 도핑 장비를 이용하여나노 전자소자나 전기기계 시스템을 제작하고자 하는 업체에 기술을 이전하여 얻는 기술료 수입은 물론, 기술 이전을 받은 업체에서 이 기술을 적용하여 제품의 품질을 높이고, 이것이 매출의 증가로 이어져서 반도체 업계를 선도하는 업체로 성장하도록 유도함으로서, 반도체 시장의 확대라는 간접적인 효과도 기대된다.① 벌크 실리콘기판에서의 플라즈마 도핑의 공정변수 제어 기술. -소스가스의 종류 및 유량 최적화 -공정 압력과 온도의 상관관계 분석 -RF Power와 DC Bias 조건 최적화 -기판 온도와 도핑 시간 최적화 -후속 열처리에 의한 불순물 활성화 분석 ② 플라즈마 도핑된 시료의 물성 분석 및 결함 기술 -면저항, 불순물의 깊이별 분포 분석 -결정 결함 분석 ③ 나노 전자소자 제작을 통한 플라즈마 도핑 공정의 평가 기술 -벌크 실리콘에서의 PN 접합 다이오드 제작 및 평가 -SOI-MOSFET에 도핑공정 적용을 통한 전기적 특성 평가