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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.19, No.2, 236-241, April, 2008
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광촉매 TiO2 층의 비접촉식 공정을 통한 저온 실리콘 산화박막 성장
Low Temperature Growth of Silicon Oxide Thin Film by In-direct Contacting Process with Photocatalytic TiO2 Layer on Fused Silica
고천광, 이원규†
  • 강원대학교 화학공학과
Cheon Kwang Ko, and Won Gyu Lee†
  • Department of Chemical Engineering, Kangwon National University, Kangwon 200-701, Korea
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초록
자외선 조사에 따른 광촉매 TiO2의 표면에서 발생하는 활성산소종의 기상확산을 이용하여 실리콘기판 위에 산화박 막을 성장시켰다. 자외선의 세기, 기판의 온도와 반응기 내의 산소 압력을 공정변수로 한 결과, 일정두께의 실리콘 산화박막의 성장이 자외선의 세기가 증가할수록 빨랐으며, 자외선램프의 세기를 60 W BLB 램프에서 1 kW 고압수은 랩프로 변경할 경우 성장속도가 8배 정도 빨라졌다. 반응기 내의 압력이 증가할수록 실리콘 산화박막의 성장속도는 느렸다. 대부분 산화박막의 성장은 20 Å에서 포화되었으며, 자외선의 세기가 증가할수록 포화상태까지 도달시간이 빨라졌다. 성장된 산화박막을 열처리를 통하여 전형적인 열산화막의 물성에 도달할 수 있었다. 광활성 산소종의 기상확산은 실리콘 산화박막의 저온 형성에 대한 광촉매 활용이라는 새로운 산화공정 방법으로 사용이 가능함을 확인할 수 있었다.
The possibility of silicon oxidation through the aerial-diffusion of active oxygen species has been evaluated. The species originate from the surface of TiO2 exposed by UV. Among process parameters such as UV intensity, substrate temperature and chamber pressure with oxygen, UV intensity was a major parameter to the influence on the oxide growth rate. When 1 kW high pressure Hg lamp was used as a UV source, the growth rate of silicon oxide was 8 times as faster as that of a 60 W BLB lamp. However, as the chamber pressure increased, the growth rate was declined due to the suppression of aerial diffusion of active oxygen species. According to the results, it could be confirmed that the aerial-diffusion of active oxygen species from UV-irradiated photocatalytic surface can be applied to a new method for preparing an ultra-thin silicon oxide at the range of relatively low temperature.
Keywords:silicon oxidation;aerial-diffusion;active oxygen species;photo catalytic TiO2
  1. Fox MA, Chen CC, J. Am. Chem. Soc., 103, 6757 (1981)
  2. Kamat PV, Chem. Rev., 93, 267 (1993)
  3. Courbon H, Formenti M, Pichat P, J. Phys. Chem., 81, 550 (1977)
  4. Sun LZ, Bolton JR, J. Phys. Chem., 100(10), 4127 (1996)
  5. Grela MA, Coronel MEJ, Colussi AJ, Phys. Chem., 100, 16940 (1996)
  6. Damme HV, Hall WK, J. Am. Chem. Soc., 101, 4373 (1979)
  7. Tatsuma T, Tachibana S, Fujishima A, J. Phys. Chem. B, 105(29), 6987 (2001)
  8. Choi W, Kim S, Cho S, Yoo HI, Kim MH, Korean J. Chem. Eng., 18(6), 898 (2001)
  9. Ishikawa Y, Matsumoto Y, Nishida Y, Taniguchi S, Watanabe J, J. Am. Chem. Soc., 125(21), 6558 (2003)
  10. Tatsuma T, Kubo W, Fujishima A, Langmuir, 18(25), 9632 (2002)
  11. Queeney KT, Weldon MK, Chang JP, Chabal YJ, Gurevich AB, Sapjeta J, Opila RL, J. Appl. Phys., 87, 1322 (2000)
  12. Lucovsky G, Manitini MJ, Srivastava JK, Irene EA, J. Vac. Sci. Technol. B, 5, 530 (1987)
  13. Carl DA, Hess DW, Lieberman MA, J. Vac. Sci. Technol. A, 8, 2924 (1990)
  14. Miyazaki S, Nishimura H, Fukuda M, Ley L, Ristein J, Appl. Surf. Sci., 113, 585 (1997)
  15. Wu WF, Chiou BS, Semicond. Sci. Technol., 11, 1317 (1996)
  16. Coleman WJ, Appl. Optics, 13, 946 (1974)