본문 바로가기
HOME> 논문 > 논문 검색상세

논문 상세정보

요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society v.34 no.2, 1997년, pp.131 - 138   피인용횟수: 2

희석기체가 화학증착 탄화규소의 성장거동에 미치는 영향
The Effect of Diluent Gases on the Growth Behavior of CVD SiC

최두진    (연세대학교 세라믹공학과   ); 김한수    (연세대학교 세라믹공학과  );
  • 초록

    희석기체로써 Ar 및 H2를 사용하여 MTS(CH3SiCl3)를 원료물질로 한 탄화규소막을 흑연 기판 위에 화학증착시켰다. 본 연구는 증착온도 130 $0^{\circ}C$ , 총압력은 10 torr 및 MTS와 원료 운반기체의 총유량은 100 sccm으로 일정하게한 상태에서, 각 희석기체의 첨가에 따른 성장거동의 변화를 고찰하고자 하였다. 증착속도는 희석기체와 상관없이 첨가량이 200sccm일 때 최대값을 갖는 모양을 보였으나, Ar을 첨가할 때가 H2에 비해 더 빠른 증착속도를 나타냈다. 이러한 증착속도 특성은 전체 증착속도가 물질전달 율속단계에 있을 때, 각 희석기체의 첨가에 따라 변화되는 경막 두께(boundary layer thickness) 및 원료물질 농도의 상관관계에 기인한다고 여겨졌다. 우선배향성은 Ar의 경우 모든 첨가량의 범위에서 (220)면으로 우선배향되었으나, H2의 경우에는 200sccm이상에서 첨가량에 비례하여 (111)면으로 우선배향되는 경향을 보였다. 표면미세구조는 Ar을 첨가한 경우에 일정하게 facet구조를 유지하였으나, H2의 경우에는 facet에서 평탄한(smooth)구조로 변화되었다. 표면조도의 경우 첨가량이 늘어남에 따라 지속적으로 Ar에서는 증가하였지만, H2에서는 감소하였다.


    Silicon carbide films were chemically vapor deposited onto graphite substrates using MTS(Ch3SiCl3) as a source and Ar or H2 as a diluent gas. The experiments were performed at a fixed condition such as a de-position temperature of 130 $0^{\circ}C$ , a total pressure of 10 torr, and a flow rate of 100 sccm for each MTS and carrier gas. The purpose of this study is to consider the variation of the growth behavior with the addition of each diluent gas. It is shown that the deposition rate leads to maximum value at 200 sccm addition ir-respective of diluent gases and the deposition rate of Ar addition is faster than that of H2 one. It seems that these characteristics of deposition rate are due to varying interrelationship between boundary layer thick-ness and the concentration of a source with each diluent gas addition, when overall deposition rate is con-trolled by mass transport kinetics. The preferred orientation of (220) plane was maintained for the whole range of Ar addition. However, above 200 sccm addition, especially that of (111) plane was more increased in proportion to H2 addition. Surface morphologies of SiC films were the facet structures under Ar addition, but those were gradually changed from facet to smooth structures with H2 addition. Surface roughness be-came higher in Ar, but it became lower in H2 with increasing the amount of diluent gas.


  • 주제어

    SiC film .   Chemical vapor deposition .   Diluent gas .   Boundary layer thickness.  

  • 참고문헌 (22)

    1. Gaskell , An Introduction to Transport Phenomena in Materials Engineering / v.,pp.613-620,
    2. Extension of One Dimensional Film Model for Chemical Vapor Deposition to Predict Selective Epitaxial Growth Rates , E. D. Evans;B. Subramaniam , J. Electrochem. Soc. / v.138,pp.589-594,
    3. Morphological Structure of Silicon Carbide Grown by Chemical Vapor Deposition on Titanium Carbide Using Silane and Ethylene , G. B. Kruaval;J. D. Parsons , J. Electrochem Soc. / v.141,pp.765-770,
    4. Residence-time Dependent kinetics of CVD Growth of SiC in the MTS/H₂System , A. Joseik;F. Langlais , J. Cryst. Growth. / v.160,pp.253-260,
    5. The Effect of CH4 on CVD β-SiC Growth , D. H. Kuo;D. J. Cheng;W J. Shyy , J. Electrochem. Soc. / v.137,pp.3688-3692,
    6. The Growth of Hetero-Epitaxial SiC Films by Pyrolysis of Various Alkyl-Silicon Compounds , Y. Avigal;M. Schieber;R. Levin , J. Cryst. Growth / v.24,pp.188-192,
    7. Texture Formation in Titanium Nitride Films Prepared by Chemical Vapor Deposition , H. E. Cheng;M. H. Hon , J. Appl. Phys. / v.79,pp.8047-8053,
    8. 화학증착된 실리콘 카바이드 박막의 속도론적 모델 및 기계적 성질에 미치는 반응가스 분압의 영향 , 어경훈;소명기 , 한국요업학회지 / v.28,pp.429-436,
         
    9. Influence of H₂Addition and Growth Temperature on CVD of SiC Using Hexamethyldisilane and Ar , N. Nordell;S. Nishino;J W Yang;C. Jacob;P. Pirouz , J. Electrochem Soc. / v.142,pp.565-571,
    10. 화학증착 탄화규소에 의한 표면개질 , 김한수;최두진;김동주 , 한국요업학회지 / v.33,pp.761-770,
         
    11. A Model for Development of Orientation of Vapor Deposits , D. N. Lee , J. Mater. Sci. / v.24,pp.4375-4378,
    12. Growth of Silicon Carbide by Chemical Vapor Deposition , B J. Choi;D. R. Kim , J. Mater. Sci. Lett. / v.10,pp.860-862,
    13. Morphological Structure of Silicon Carbide, Chemically Vapor Deposited on Titanium Carbide, Using Ethylene, Carbon Tetrachloride, and Silicon Tetrachloride , J. D. Parsons;G. B. Kruaval , J. Electrochem Soc. / v.141,pp.771-777,
    14. Formation of Carbon-Excess SiC from Pyrolysis of CH₃SiCl₃ , F Kobayashi;K. Ikawa;K. Iwamoto , J. Cryst Growth / v.28,pp.395-396,
    15. Reid;Prausnitz;Poling , The Propeties of Gases and Liquids(4th Edition.) / v.,pp.581-597,
    16. Atomic Force Microscopy Study of the Microroughness of SiC Thin Films , M. Blouin;D. Guay;M. A. El Khakani;M. Chaker;S. Boily;A. Jean , Thin Solid Films / v.249,pp.38-43,
    17. Chemical Vapor Deposition of SiC Layers from a Gas Mixture of CH₃SiCl₃+H₂(+Ar),and effects of the Linear Velocity and Ar addition , Seiji Motojima;Mitsutaka Hasegawa , J. Vac. Sci. Technol A / v.8,pp.3763-3768,
    18. Study of Growth Conditions of Silicon Carbide Epitaxial Layers , M. S. Saidov;Kh A. Shamuratov;M. A. Kadyrov , J. Cryst. Growth / v.87,pp.519-522,
    19. A Stagnant Layer Model for the Epitaxial Growth of Silicon from Silane in a Horizontal Reactor , F. C. Eversteyn;P. J. W. Severin;C. H. J. v. d. Brekel;H. L. Peek , J. Electrochem. Soc. / v.117,pp.925-931,
    20. Bunshah , Handbook of Deposition Technologics for Films and Coatings(Second Edition.) / v.,pp.402-410,
    21. Influence of Temperature and Tetramethylsilane Partial Pressure on the β-SiC Deposition by Cold Wall Chemical Vapor Deposition by Cold Wall Chemical Vapor Deposition , R. Rodriguez-Clemente;A. Figueras;S. Garelik;B. Armas;C Combescure , J. Cryst. Growth / v.125,pp.533-542,
    22. FTIR In Situ Studies of the Gas Phase Reactions in Chemical Vapor Deposition of SiC , S Jonas;W. S Plak;W. Sadowski;E. Walasek;C. Paluszkiewicz , J. Electrochem. Soc. / v.142,pp.2357-2362,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. 1999. "Fabrication of CVD SiC Double Layer Structure from the Microstructural Change Through Input Gas Ratio" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society, 36(9): 937~945     
    2. Hong, Hyun-Jung ; Riu, Doh-Hyung ; Cho, Kwang-Youn ; Kong, Eun-Bae ; Shin, Dong-Geun ; Shin, Dae-Kyu ; Lee, Jae-Sung 2007. "Effect of Boron Carbide on the Morphology of SiC Conversion Layer of Graphite Substrate formed by Chemical Vapor Reaction" 한국세라믹학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society, 44(8): 445~450     

 저자의 다른 논문

  • 최두진 (39)

    1. 1992 "MOCVD $PbTiO_3$ 박막의 특성에 관한 연구" 한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology 2 (2): 40~52    
    2. 1992 "$Ta_2O_5$ 첨가가 3 mol% Y-TZP의 저온열화에 미치는 영향" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 29 (8): 630~638    
    3. 1992 "스핀-온-글라스 박막의 제조와 분석" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 29 (11): 863~869    
    4. 1992 "기체분리용 세라믹 복합분리막의 개발 : IV. ${\gamma}$-알루미나 분리막의 투과 특성" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 29 (12): 970~980    
    5. 1993 "화학증착 및 증발-산화법에 의한 알루미나 복합분리막의 제조 및 투과특성" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 30 (8): 678~684    
    6. 1994 "탄화규소의 저압 화학증착" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 31 (3): 257~264    
    7. 1994 "결정 배향에 따른 Si의 열산화 거동 및 전기적 특성" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 31 (7): 753~758    
    8. 1994 "화학기상증착법을 이용한 알루미나 복합 분리막의 제조" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 31 (8): 927~933    
    9. 1995 "알루미늄의 진공증발과 열산화에 의한 알루미나 복합분리막의 제조 및 특성분석" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 32 (3): 349~358    
    10. 1995 "화학증착 탄화규소에 의한 흑연의 표면개질 연구 -수평형 화학증착반응관에서 탄화규소 성장특성-" 요업학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society 32 (4): 419~428    
  • 김한수 (1)

 활용도 분석

  • 상세보기

    amChart 영역
  • 원문보기

    amChart 영역

원문보기

무료다운로드
  • NDSL :
  • 한국세라믹학회 : 저널
유료다운로드

유료 다운로드의 경우 해당 사이트의 정책에 따라 신규 회원가입, 로그인, 유료 구매 등이 필요할 수 있습니다. 해당 사이트에서 발생하는 귀하의 모든 정보활동은 NDSL의 서비스 정책과 무관합니다.

원문복사신청을 하시면, 일부 해외 인쇄학술지의 경우 외국학술지지원센터(FRIC)에서
무료 원문복사 서비스를 제공합니다.

NDSL에서는 해당 원문을 복사서비스하고 있습니다. 위의 원문복사신청 또는 장바구니 담기를 통하여 원문복사서비스 이용이 가능합니다.

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠
이 논문과 함께 출판된 논문 + 더보기