Abstract
The reactive ion etching process of GaN using $BCI_3/H_2/Ar$ high density inductively coupled plasma was investigated. Results showed that both of the etch rate and the sidewall verticality significantly increased as the ICP power, bias voltage, and the $BCI_3$ ratio were increased whereas effects of the other variables were minimal. The maximum etch rate of about 175nm/min was obtained at the condition of ICP power 900W, bias voltage 400V, 4mTorr, and 60% $BCI_3$, which resulted in reasonably smooth etched surface. Etch residues were observed in the case of samples etched at the low bias conditions, which were proposed to be as the $GaCI_x$ compounds.
$BCI_3/H_2/Ar$ ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용한 GaN이 건식식각에 있어서 공정변수들이 식각 특성에 미치는 영향을 분석하고 적정조건을 도출하였다. 연구 결과 식각속도와 측벽수직도 공히 ICP 전력, bias 전압과 $BCI_3$ 조성의 증가, 공정압력의 감소에 의해 현저히 증가하며, 온도의 증가에 따라 다소간 증가하였고, 온도의 증가에 따라 다소간 증가하였고, $BCI_3$조성이 가장 큰 영향을 미쳤다. 표면거칠기는 bias 전압 증가에 의해 크게 향상, $BCI_3$ 조성의 감소에 따라 향상되었으며 다른 변수는 큰 영향을 미치지 않았다. 결과적으로 ICP 전력 900W, bias 전압 400V, $BCI_3$ 조성 60%, 공정압력 4mTorr의 조건에서 175nm/min 정도의 $CI_2$ 사용 시와 유사한 높은 식각속도와 평탄한 표면이 얻어졌다. Bias 전압이 낮은 경우 식각 후 시료 표면에 $GaC_x$로 추정되는 식각부산물이 관찰되었다.
