MEMS에서의 Trench Filling을 위한 Ni-W 펄스 전기증착

초록

차세대 초소형 정밀 기계 제작에 있어서 ,반도체 제조공정 기술을 적용하여 마이크로미터 단위의 초소형 시스템을 제작하는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 개발에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 실리콘 가공 기술을 이용한 MEMS 기술은 초정밀 미세가공을 통하여 소형화,고기능화, 다기능화, 집적화가 가능하며 안전성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점을 지니고 있다. Sub-micro 구조를 지닌 반토체와 비교하여 수십에서 수백마이크로 미터의 MEMS 구조를 제작하는데 DltDJ서 반도체 공정 기술과는 다른 식각방법과 증착방법이 요구되는데, 증착방법에는 빠른 증착속도로 인해 전기증착(Electrodeposition)법이 널리 이용되고 있다. 전기층착법에 의한 trench filling은 용액의 교반, 첨가제, 전류파형, 전류밀도 등에 큰 영향을 받으며, 특히 펄스 파형에 있어서 전류가 흐르는 ton과 전류가 흐르지 않는 toff를 조절함으로써 전압 구배가 동적이고 모서리 부분에 과다한 전류가 흐르는 것을 막을 수 있다. 이러한 MEMS 구조체로 다양한 금속 또는 합금등이 사용되고 있으며, 특히 전기증착에 의하여 제조된 Ni-W 합금은 강도, 부식저항성, 내마모성 및 내열성 등에 있어서 우수한 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Si wafer 상에서 trench의 효과적인 filling을 위하여 다양하게 pulse 조건을 변화시키면서 Ni-W 전기증착 실험을 하였다. Anode로는 Pt를 사용하였고 cathode로는 Si위에 Ti/Au를 sputter한 wafer를 사용하였다. 참조전극으로는 Ag/AgCl을 사용하였으며, 전류는 Potentiostat/Galvanodtat 273A와 Function Generator를 이용하여 제어하였다. 전기증착 후 증착표면 분석은 광학현미경을 이용하였으며, trench의 filling 상태를 확인하기 위하여 단면을 절단한 후 SEM으로 분석하였다. 그리고 XRD와 EDX 분석을 통하여 결정구조와 Ni, W함량비율을 조사하였다.