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RTCVD 법으로 성장한 실리콘 에피막의 특성 (Characteristics of the Silicon Epitaxial Films Grown by RTCVD Method)

  • 정욱진;권영규;배영호;김광일;강봉구;손병기
    • 센서학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.63-70
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    • 1996
  • RTCVD (rapid thermal chemical vapor deposition) 법을 이용하여 급준한 불순물 농도분포를 갖는 서브마이크론 두께의 실리콘 에피막을 성장하였다. 실리콘 에피막 성장은 $SiH_{2}Cl_{2}\;/\;H_{2}$ 혼합가스를 사용하고, $H_{2}$ probating 공정을 포함하는 여러 가지 공정변수들을 변화하면서 성장계면에서의 불순물 농도 분포의 계면특성 및 성장율, 결정성등을 평가하였다. 실리콘 에피막의 결정성은 $900^{\circ}C$ 에서 $H_{2}$ prebaking 공정 후 동일한 온도에서 성장한 경우에 전위등의 결함이 보이지 않았으며, $SiH_{2}Cl_{2}$ 원료가스의 부피비에 따라 실리콘 에피막의 성장율을 선택함으로서 에피막 두께를 서브마이크론 까지 조절할 수 있었다. 실리콘에피막의 불순물 농도분포는 성장 계면에서 약 $200{\AA}/decade$ 로 급격하게 조절될 수 있음을 SIMS 법에 의한 분석으로 확인하였다.

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RTCVD법을 이용한 Si(111)기판 위에 3C-SiC(111) 박막의 성장 및 분석 (Growth and Analyses of 3C-SiC(111)Thin Films on Si(111)Substrate Using Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition)

  • 서영훈;남기석;황용규;서은경;이형재
    • 한국재료학회지
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    • 제7권6호
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    • pp.472-478
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    • 1997
  • TMS(tetramethysilane, Si(CH$_{3}$)$_{4}$)를 이용하여 RTCVD(rapid thermal chemical vapor deposition)장치에서 Si(111) 기판 위에 $\beta$-SiC(111)를 성장시켰다. 실험변수로는 반응온도, TMS유량, 반응시간, H$_{2}$유량을 변화시켰으며, XRD, IR, SEM, RBS, TEM등을 이용하여 성장된 박막을 분석하였다. 성장된 박막은 crystallized Si, C또한 Si-H, C-H결합은 관찰할 수 없었으나 다결정이었다. TMS의 유량이 증가함에 따라, 성장온도가 감소함에 따라서 미려한 박막을 성장시킬 수 있었으며, 반응의 활성화에너지는 20kcal/molㆍK이었다.

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RTCVD 법으로 성장한 $Si_{1-x}Ge_{x}$ 에피막의 특성 (Characteristics of the Heteroepitaxial $Si_{1-x}Ge_{x}$ Films Grown by RTCVD Method)

  • 정욱진;권영규;배영호;김광일;강봉구;손병기
    • 센서학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.61-67
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    • 1996
  • RTCVD (rapid thermal chemical vapor deposition) 법으로 $SiH_{4}$ / $GeH_{4}$ / $H_{2}$ 혼합가스를 사용하여 $Si_{1-x}Ge_{x}$ 구조의 이종접합 에피막을 성장한 후, 성장에 사용된 원료가스의 혼합비에 대한 Ge 조성비 변화와 성장계면 특성 그리고 격자 부정합에 의한 에피막의 결함에 대하여 조사하였다. $650^{\circ}C$의 비교적 낮은 온도에서 $Si_{1-x}Ge_{x}$ /Si 이종접합 에피막을 약 $400\;{\AA}$ 두께로 성장하였을 때 격자부정합에 의한 결함은 관찰되지 않았으며, 공정조건에 따른 Ge 조성비 변화는 $SiH_4$ / $GeH_{4}$의 유량비에 따라 선형적인 특성을 나타내었다. 200 ppm $B_{2}H_{6}$ 가스를 사용한 in-situ 불순물 첨가 공정에서는 $Si_{1-x}Ge_{x}$ / Si 구조의 불순물 농도분포 변화가 접합계면에서 수 백${\AA}$ / decade 로 조절될 수 있었으며, Ge 조성비 변화도 동등한 수준의 계면특성을 나타내었다.

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CHARACTERISTICS OF THE HETEROEPITAXIAL Si1-xGex FILMS GROWN BY RTCVD METHOD

  • Chung, W.J.;Kwon, Y.K.;Bae, Y.H.;Kim, K.I.;Kang, B.K.;Sohn, B.K.
    • 한국진공학회지
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    • 제4권S2호
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    • pp.84-89
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    • 1995
  • The growth and the film characteristics of heteroepitaxial $Si_{1-x}Ge_x$ films growth by the Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition(RTCVD)method are described. For the growth of $Si_{1-x}Ge_x$ heteroepitaxial layers, $SiH_4/GeH_4/H_2$gas mixtures are used. The growth conditions are varied to investigate their effects on the Si/Ge composition ratios, the interface abruptness and crystalline properties. The Si/Ge composition ratios are analyzed with the RBS and the SIMS techniques, and the interface abruptness are deduced from these data. The crystalline properties are analyzed from TEM pictures. The experimental data shows that the crystalline perfection is excellent at the growth temperature of as low as $650^{\circ}C$, and the composition ratios change linearly with $SiH_4/GeT_$$ gas mixing ratios in our experimental ranges. Boron doping experiments are also performed using 200 ppm $B_2H_6$ source gas. The doping profiles are measured with SIMS technique. The SIMS data shows that the doping abruptness can be controlled within about 200$\AA$/decade.

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Au-Si을 촉매로 급속화학기상증착법으로 성장한 Si 나노선의 구조 및 광학적 특성 연구 (Structural and optical properties of Si nanowires grown with island-catalyzed Au-Si by rapid thermal chemical vapor deposition(RTCVD))

  • 곽동욱;이연환
    • 한국진공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.279-285
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    • 2007
  • 나노크기의 Au-Si을 촉매로 급속화학기상증착법을 이용하여 Si(111) 기판에 성장한 Si 나노선의 구조적인 형태 변화과정과 광학적 특성을 연구하였다. 액상 입자인 Au 나노 점은 기상-액상-고상(vapor-liquid-solid mechanism) 성장법에 의한 Si 나노선 형성 과정에서 촉매로 사용되었다 이 액체 상태인 나노점에 1.0Torr 압력과 $500-600^{\circ}C$ 온도 하에서 $SiH_4$$H_2$의 혼합가스를 공급하여 Si 나노선을 형성하였다. <111> 방향으로 형성한 Si 나노선의 형태를 전계방출 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 관찰하였다. 특히, 대부분의 나노선이 균일한 크기를 가지고 있으며, Si(111) 기판 표면에서 수직하게 정렬된 것을 확인하였다. 형성된 나노선의 크기를 분석한 결과, 직경과 길이가 각각 60nm와 5um의 분포를 가지는 것을 확인 하였다. 고 분해능 투과전자현미경(High Resolution-Transmission Electron Microscope)을 통해 약 3nm의 다결정 산화층으로 둘러 싸여 있는 Si 나노선이 단결정으로 형성된 것을 관찰하였다. 그리고 마이크로 라만 분광(Micro-Raman Scattering) 실험으로 Si 나노선의 광학적 특성을 분석하였다. 라만 측정결과 Si의 광학 포논(Optical Phonon) 신호가 Si 나노선의 영향으로 에너지가 작은 쪽으로 이동하며, Si 포논 신호의 폭이 비대칭적으로 증가하는 것을 확인 하였다.