엄두승 교수 연구실
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산화물 박막 에칭 특성 및 박막 품질(결함·거칠기) 평가 연구

Etching characteristics and thin-film quality for oxide semiconductors/dielectrics

연구 내용

산화물 박막의 결정성·도핑·플라즈마 조건에 따른 에칭 거동과 표면 잔류/결함 변화를 규명해 소자 공정 조건을 확립하는 연구

산화물 기반 박막에서 플라즈마 에칭 조건이 에칭률, 표면 잔류물, 거칠기, 결함 상태에 미치는 영향을 분석하고, 이를 소자 제작을 위한 공정 설계 인자로 활용하는 연구를 수행합니다. SrTiO3-δ에서는 O2 플라즈마 처리 최적화를 통해 산소 공공 관련 결함 농도를 조절하고 박막의 물성을 개선하는 방향을 검토합니다. BaTiO3는 결정성에 따른 에칭 속도와 표면 거칠기 차이를 확인하고, 저결정성에서 잔류가 커지는 원인을 플라즈마 반응 종의 침투 거동으로 해석합니다. 또한 CF4 기반 플라즈마에서 SnO2 및 AZO는 도핑·표면 화학 변화를 XPS 등으로 확인하며, 소자 특성 변화의 원인을 결함 변화와 연결합니다.

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연구 흐름

초기에는 산화물 박막의 플라즈마 에칭 특성을 측정하여 에칭률과 표면 상태 변화의 경향을 정리했습니다. 이후 박막 조성 변수로 확장하여 결정성(예: BaTiO3), 도핑(예: Al-doped ZnO, F-doped SnO2), 처리 분위기(O2, CF4/Ar) 같은 요인이 표면 잔류와 거칠기에 미치는 영향을 비교하는 연구로 심화했습니다. 최근에는 산소 공공 기반 결함 제어처럼 결함 중심의 공정 최적화로 전환하여 박막 물성 및 소자 적용 가능성을 함께 고려하는 흐름을 구축했습니다. 결과적으로 소자 공정 설계를 위한 재현 가능한 공정-표면-결함 연결 논리를 강화하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 산화물 박막 에칭 레시피 데이터베이스 구축
  • 게이트/유전체 공정용 표면 품질 제어
  • 투명 전극(TCO) 패터닝 공정 조건 확립
  • 산소 공공(oxygen vacancy) 기반 물성 튜닝
  • 도핑 산화물의 표면 화학 안정화
  • 결정성 기반 에칭 거동 예측
  • 소자 결함 저감형 공정 통합
  • 에칭 후 표면 잔류물 최소화 공정
  • 박막 거칠기 최적화 기반 전기 특성 개선
  • 반도체 공정 파라미터 스크리닝 자동화 후보

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구분

제목

1

Reducing the oxygen vacancy concentration in SrTiO3-δ thin films via an optimized O2 plasma treatment for enhancing device properties

2

Etching characteristics and surface properties of fluorine-doped tin oxide thin films under CF4-based plasma treatment

3

Plasma etching and surface characteristics depending on the crystallinity of the BaTiO<sub>3</sub> thin film

4

Surface properties of Al-doped ZnO thin film before and after CF<sub>4</sub>/Ar plasma etching

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