Abstract
A well- shaped trench was investigated in view of the defect distribution along trench sidewall and bottom using high resolution transmission electron microscopy. The trench was formed by HBr plasma and additive gases in magnetically enhanced reactive ion etching system. Adding $0_2$ and other additive gases into HBr plasma makes it possible to eliminate sidewall undercut and lower surface roughness by forming the passivation layer of lateral etching, resulted in the well filled trench with oxide and polysilicon by subsequent deposition. The passivation layer of lateral etching was mainly composed of $SiO_xF_y$ $SiO_xBr_y$ confirmed by chemical analysis. It also affects the generation and distribution of lattice defects. Most of etch induced defects were found in the edge region of the trench bottom within the depth of 10$\AA$. They are generally decreased with the thickness of residue layer and almost disappeared below the uni¬formly thick residue layer. While the formation of crystalline defects in silicon substrate mainly depends on the incident angle and energy of etch species, the region of surface defects on the thickness of residue layer formed during trench etching.
HBr을 이용한 트렌치 식각시 식각 방지막의 형성과 이들이 결함 생성 및 분포에 미치는 영향을 고분해능 투과전자현미경을 이용하여 연구하였다. $O_2$ 및 다른 첨가 가스로 $SiO_xF_y$, $SiO_xBr_y$ 등의 식각 방지막을 표면에 형성시켜 벽면 undercut을 방지하고 표면의 거칠기를 감소할 수 있었으며, 이후의 트렌치 채움 공정에서 void 가 없는 잘 채원진 구조를 얻을 수 있었다. 형성된 식각 방지막은 격자 결함의 생성 및 이들의 분포에 영향을 미쳤다. 대부분의 식각 유도 결함들은 트렌치 바닥의 가장자리에서 $10\AA$ 이내의 깊이로 분포하였으며, 잔류막의 두께에 의존하였다. 두꺼운 잔류막층 아래로는 결함들이 거의 사라졌으며, 결함층의 깊이와 잔류막 두께는 대체로 반비례하는 것을 나타났다. 기판 내에 존재하는 결정학적인 결함들은 식각종의 입사각이나 에너지에 의존하는 반면에,식각된 표면에서 관찰되는 결함들은 트렌치 식각동안 형성되는 이러한 잔류막의 두께에 크게 의존하는 것으로 나타났다.
