교토공예섬유대학(KIT)은 최근 메탄(CH4) 플라스마를 활용한 GaN 식각 공정에 주목하고 있으며, 이는 환경 영향 저감에 큰 가능성을 지니고 있습니다. 실용화를 앞당기기 위해 KIT 연구진은 이 CH4 플라스마 기술을 이용한 효율적인 GaN 식각의 최적 조건을 적극적으로 탐구해 왔습니다.
현재 GaN 식각은 주로 염소(Cl) 기반 식각 가스에 의존하고 있습니다. 그러나 이 전통적인 방식은 소재 손상 가능성, 독성, 부식성 등 여러 단점과 관련이 있습니다. 반도체 제조에서는 더 안전하고 지속 가능한 대안에 대한 요구가 매우 중요합니다.
KIT의 실험 결과는 매우 고무적입니다. 연구팀은 메탄(CH4)과 산소(O2) 혼합 가스가 GaN 식각 공정에 효과적임을 확인했습니다. 그 작용 원리는 산소(O2)가 반응기 내 과잉 탄소를 제거하고, 그 결과 CHx와 수소(H)가 주요 식각제로 작용하여 효율적인 식각을 가능하게 하는 것입니다.
그러나 이번 연구는 가스 혼합 비율에 관한 중요한 결과도 제시했습니다. 산소(O2)는 탄소 잔류물을 제거하는 데 필요하지만, 산소가 과도하면 식각 속도가 억제되는 것으로 나타났습니다. 이는 주요 식각제(CHx 및 H)의 공급이 충분하지 않기 때문으로 보입니다. 이번 연구는 GaN 소자를 보다 친환경적이고 잠재적으로 덜 손상시키는 공정 방법의 길을 열어줍니다.
