Abstract
Dielectric thin films for TFT(thin film transistor)s, such as silicon nitride$(Si_3N_4)$ and silicon oxide$(SiO_2)$, are usually deposited at $200~300^{\circ}C$. In this study, authors have tried to form dielectric films not by deposition but by oxidation with ECR(Electron Cyclotron Resonance) oxygen plasma, to improve the interface properties was not intensionally heated during oxidation. THe oxidation was performed consecutively without breaking vacuum after the deposition of a-Si: H films on the substrate to prevent the introduction of impurities. In this study, especially pulse mode of microwave power has been firstly tried during FCR oxygen plasma formation. Compared with the case of the continuous wave mode, the oxidation with the pulsed ECR results in higher quality silicon oxide$SiO_X$ films in terms of stoichiometry of bonding, dielectric constants and surface roughness. Especially the surface roughness of the pulsed ECR oxide films dramatically decreased to one-third of that of the continuous wave mode cases.
일반적으로 TFT(thin film transistor)의 유전체막으로 실리콘 질화막($Si_3$$N_4$)이나 실리콘 산화막(SiO$_2$)을 $200-300^{\circ}C$의 온도에서 증착을 하게 되는데 본 연구에서는 비정질 실리콘과 유전체막 사이의 계면 특성 특히 계면의 거칠기를 향상시키기 위해서 기존의 증착법이 아니라 비정질 실리콘(a-Si:H)과 산소 ECR 플라즈마의 반응에 의한 산화 막의 성장법을 시도했는데, 이때 기판은 의도적으로 가열하지 않았으며 특히 본 연구에서는 기존의 시도와는 달리 ECR 플라즈마를 형성할 때 마이크로파 전력에 pulse를 가하는 방법을 최초로 시도했고, 계면에 불순물의 혼입을 최대한으로 줄이기 위해서 진공을 파괴하지 않은 상태로 산화막을 연속적으로 성장시키는 방법을 이용했다. Pulse를 가했을 경우에는 pulse를 가하지 않은 경우에 비해서 화학양론적 측면, 유전상수, 산화막의 표면 평탄도 등에서 우수한 산화막이 성장했으며, 특히 비정질 실리콘과 유전체막 사이의 계면 특성을 반영하는 산화막의 표면 평탄도가 1/3정도로 획기적으로 줄어들었다.