한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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pp.141-144
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1997
High quality 3C-SiC epilayer was grown on Si(111) at 125$0^{\circ}C$ using chemical vapor deposition(CVD) technique by pyrolyzing tetramethylsilane(TMS). 3C-SiC epilayer was doped by tetramethylgallium(TMGa) during the CVD growth. The crystallinity of 3C-SiC was significantly enhanced by doping the gallium impurity.
MgO 박막은 성장용 기판 또는 완충층으로 이용되고 있으며, 근래에는 AC PDP의 유전체 보호막으로써 그 활용도가 넓어지고 있다. 본 연구에서는 전자빔증착법에 의해 MgO 박막을 증착시켜 증착변수에 따른 MgO 박막의 성장특성을 연구하였다. 실험은 증착기판, 증착속도, 기판온도 등의 변화에 따른 MgO 박막의 우선배향성, 표면형상을 통하여 MgO 박막의 물성을 알아보았다. 실험결과, Si 기판에서는 증착속도가 빠를수록 (111)우선배향된 박막을 얻을 수 있었고, 기판온도가 상온일때는 (200)에서 기판온도가 증가할수록 (220)의 peak이 관찰되었다. 비정질인 slide galss 기판일 경우에는 상온에서 MgO 박막의 (200)면의 우선배향을 얻을수 있었고, 온도에 의해 배향성이 (200)면에서 (111)면으로 바뀌는 것을 알 수 있었다. 또한 MgO 박막의 배향성과 특성에 대한 관계를 조사하였다.
황산구리 전해욕에 분산제인 콜로이달 실리카($SiO_2$현탁액)를 첨가시키는 분산도금의 방법과 Au pre-coating을 이용하여 음극에 석출하는 전해 석출물의 결정구조, 표면형상, 결정방향 등의 변화를 검토하였다. 실리카 분산 및 Au pre-coating에 의하여 전해 석출피막의 결정입자가 미세화 되고, 균일하게 성장됨은 물론, 결정 수가 증가하였다. 콜로이달 실리카의 분산 효과에 의해서 전해 석출피막의 경도가 대략 15%까지 상승하였다. 또한 콜로이달 실리카를 분산시킨 구리 전착층의 X-선 회절패턴이 (111)면, (200)면과 (311)면이 거의 소멸되어 우선 방위가 (111)에서 (110)면으로 변화되었다.
기능성 소자 응용을 위한 다양한 박막을 성장시키기 위하여 PLD(Pulsed Laser Deposition) 장치를 제작 개발하였다. 이 PLD 장치를 이용하여 $NbS_2$ 박막을 $Al_2O_3$(012) 기판과 Si(111) 기판 위에 성장시켰다. 결정성 박막의 성장조건을 조사하기 위하여 기판온도를 실온${\sim}600^{\circ}C$, 타겟의 성분비(S/Nb)를 $2.0{\sim}5.25$로 변화시켰다. XRD 패턴으로부터 기판온도가 $600^{\circ}C$이고 타겟의 성분비가 4.0일 때 c-축 배향을 나타내는 양호한 결정성의 $NbS_2$박막이 성장되었다. Si(111) 기판 위보다 $Al_2O_3$(012) 기판 위에서 보다 양질의 $NbS_2$ 박막이 성장되었음을 알 수 있었다.
스퍼터 증착시 수소 첨가가 NiFe/FeMn의 교환결합 자계 (H$_{ex}$)에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Si(100)/Ta(50 $\AA$)/NiFe(60 $\AA$)/FeMn(250 $\AA$)Ta(50 $\AA$)의 경우는 하지층 NiFe 증착시 수소 첨가량이 8%에서 H$_{ex}$과 H$_{c}$ 최적 특성을 보였다. Si(100)/Ta(50 $\AA$)/NiFe(60 $\AA$)/FeMn(250 $\AA$)/NiFe(70 $\AA$)/Ta(50 $\AA$) 시편에서 FeMn 증착 시에는 5% 수소 혼합개스에서 H$_{ex}$가 148 Oe로서 최적 특성을 보였다. 이는 수소 첨가에 의해 하지층 NiFe의 (111) 우선배항성 향상, 결정립 크기의 증가 및 음력이 감소하였으며 그에 따라 FeMn의 (111) 우선 배향성 및 결정립의 크기가 증가한 결과이다.다.결과이다.
$650^{\circ}C$에서 Co(η$^{5}$$V_{5}$$H_{5}$ ) (CO)$_2$의 반웅성.화학기상증착법에 의해 도핑되지 않은 다결정실리콘 위에 $CoSi_2$충이 직접 (in-situ) 성장되었고 이 $CoSi_2$층들의 열적안정성을 $800~1000^{\circ}C$의 온도구간에서 조사하였다. 직접 성장 방법에 의해 성장된 $CoSi_2$충은 표면에 평행한 (111) 면의 면적이 큰 결정립들을 가지는 반면에, $CoSi_2$가 먼저 형성되고 $CoSi_2$로 상변태되는 기존의 두단계 성장 방법에 의해 성장된 CoSi$_2$충은 표면에 평행한 (111) 면을 가지는 결정립들이 거의 없었다. 직접 성장 방법에 의해 성장된 $CoSi_2$층의 열적 안정성은 기존의 두 단계 성장 방법에 의해 성장된 $CoSi_2$층의 열적안정성보다 개선되어 열화 온도가 $100^{\circ}C$정도 더 높았다. 큰 결정립의 다결정실리론 기판 위에서 직접 성장된 $CoSi_2$충은 $950^{\circ}C$에서 열처리한 후에도 안정했다. 직접 성장에 의한 열적 안정성의 개선 효과는 다결정실리콘 기판의 결정립의 크기가 작을 때 두드러졌다. 직접 성장된 $CoSi_2$층의 열적 안정성 개선의 주된 원인은 다결정실리콘의 각 결정립들 위에 유사에피 성장을 하면서 자라난 $CoSi_2$ 결정립들이 균일한 $CoSi_2$층을 형성하여 이것이 계의 계면에너지를 낮추기 때문이라고 사료된다.
${\beta}$-SiC was deposited onto a graphite substrate by a LPCVD method and the effect of the crystallographic orientation on mechanical properties of the deposited SiC was investigated. The deposition was performed at $1300^{\circ}C$ in a cylindrical hot-wall LPCVD system by varying the deposition pressure and total flow rate. The texture and crystallographic orientation of the SiC were evaluated by XRD. The deposition rate increased linearly with the gas flow rate from 800 sccm to 1600 sccm. It also increased with the pressure but became saturated above a total pressure of 3.3 kPa. In the range of 3.3 - 10 kPa, the preferred orientation changed from the (220) and (311) planes to the (111) plane. The hardness and elastic modulus showed maximum values when the SiC had the (111) preferred orientation, though it gradually decreased upon a change to the (220) and (311) preferred orientations.
GaAs를 Si 웨이퍼에 성장시킬 때 초기단계의 핵생성에 대하여 computer simulation을 통해 이론적으로 고찰하였다. 기존의 핵생성이론과는 달리 초기의 미세한 핵의 경우 핵을 구성하는 ledge와 ledge간의 상호작용은 핵의 크기 및 모양에 의하여 결정되는 ledge간의 거리에 따라 변화함을 알 수 있었다. 따라서 여러 형태의 핵에 대하여 분석하여 본 결과 다층의 피라미드 형태로 GaAs 핵이 생성될 때 가장 낮은 excess에너지가 요구되었고 이와 같은 결과는 이러한 형태가 필연적으로 포함하게 되는 에너지가 낮은 Ga(111) facet 때문인 것으로 밝혀졌다. 그러므로 GaAs/Si에서 가장 문제가 되고 있는 전위결함도 초기의 핵생성에 크게 기인함을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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