| 학회 | 한국화학공학회 |
| 학술대회 | 1998년 봄 (04/24 ~ 04/25, KOEX) |
| 권호 | 4권 1호, p.909 |
| 발표분야 | 재료 |
| 제목 | 질화처리된 실리콘 기판 위에 성장된 β-SiC(111)의 특성연구 |
| 초록 | β-SiC 는 넓은 에너지 간격(2.2 eV)과 높은 전자이동도(1000 cm2/Vs), 높은 포화 전 자 이동도(2.7×107 cm/s)와 열적 안정성 등의 특징을 지니고 있기 때문에고온, 고주파, 고출력 영역에서 사용할 수 있어 전자소자와 발광소자를 위한 반도체재료로 각광받고 있다[1].이와 같이 SiC 는 전자재료로서 우수한 특징을 가지고 있지만 고융점 재료인 까닭에 제조상 많은 어려움이 있다. 또한 Si 기판에서 β-SiC 에피층 성장은 비교적 고온(1200 ℃∼1350 ℃)에서 수행됨으로 Si 와 SiC 사이의 20 % 격자부정합(lattice mismatch)과 8 % 열팽창계수(thermal coefficient)로 인하여 성장의 어려움이 있다. 그러나 Nishino등에 의하여C를 포함하는 탄화수소기체를 가지고 완층층(buffer layer)을 형성시키는 탄화공정(carbonization process)을 수행하여 Si 위에 SiC 의 성장이 성공되었다[2]. 그러나 탄화공정은 SiC 와 Si 계면에서 Si의 outdiffusion 에 기인하는 Si 기판 자체의 Si 원자들이 C를 포함하는 공급기체에 의하여 직접적으로 SiC 가 되는 반응을 통하여 기공(void)을 생성하여성장된 박막의 소자효율을 크게 저하시키는 단점이 있다[3]. 본 실험에서는 열적 안정성이우수하며 반응에 비교적 덜 참여하는 것으로 알려진 SiNx를 이용[4, 5]하여 계면으로 나오는 Si 원자를 막아 반응이 일어나지 않는 벽(barrier)의 역할을 함으로써 우수한 계면특성과결정성을 얻고자 하였다. 본 연구에서는 Si와 C가 동시에 포함된 유기실란계인TMS(tetramethylsilane ; (CH3)4Si)를 원료기체로 사용하고, 온도조절이 용이하며 모재를통한 가열방식으로 장시간 성장이 가능한 고주파 유도가열(radio frequency-inductionheater)을 이용하였다. 흑연(graphite)을 susceptor로 사용하여 발생되는 carbon 오염을 줄이기 위해 본 실험에서는 SiC가 코팅된 흑연을 사용하여 질화된 Si 기판 위에 SiC를 성장하였다. 성장온도는 광온도계를 이용하여 측정하였고, Ru/Pt의thermocouple를 이용하여 보정하였다. 질화된 Si 기판 표면의 성분 분석은 Energy dispersive X-ray Spectroscopy (EDS),Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR)등을, SiC 박막의 결정성은 X-raydiffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), cross-section transmissionelectron microscopy (TEM), cross-section transmission electron diffraction (TED)등을 이용하여 분석하였다. |
| 저자 | 김광철, 심현욱, 남기석 |
| 소속 | 전북대 |
| 키워드 | SiC; Nitridation; MOCVD; EDS |
| 원문파일 | 초록 보기 |
