| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2007년 봄 (05/10 ~ 05/11, 무주리조트) |
| 권호 | 13권 1호 |
| 발표분야 | 반도체재료 |
| 제목 | Fabrication of Al island catalyzed Si NW by VLS growth on Si substrate |
| 초록 | 1D 구조의 Si NW 는 nanoelectronics, sensor nanodevice (sensors for biological and chemical species) nano photonics 등 다양한 분야에서의 적용이 가능한 물질로 현재 많이 연구되어 지고 있다. 단결정 Si NW 성장 시키는 방법으로 현재 Au를 catalyst로 사용한 VLS 성장이 많이 연구되어 지고 있다. 하지만 CMOS process에서는 Au는 diffusion이 매우 잘 되는 물질로서 contemination의 문제점을 일으킨다. 그리고 Au를 사용하여 성장한 Si NW에 Au가 남아있는 현상들이 관측 되고 있다. 이에 따라 Au를 사용하지 않는 다양한 방법이 연구 중에 있다. 그 중에 Al은 현재 VLS 방법의 NW growth 중에 가장 적당한 물질이라고 할 수 있다. Al은 현재 CMOS 공정에서 많이 쓰이는 물질일 뿐만 아니라 저온 공정이 가능하다는 장점을 가지고 있는 물질 중에 하나이다. 하지만 Al은 상온에서 쉽게 산화되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 괴젤 그룹은 고진공의 in situ 공정을 진행하여 Si NW를 성장 시켰다. 우리는 Al을 catalyst를 사용하여 상압에서 VLS 방법으로 고슴도치 (hedgehog) 모양의 Si NW island를 성장시켰다. 우선 Si substrate에 Al 50nm를 catalyst로 쓰기 위해 evaporator를 사용하여 증착하였다. 그 후 tube형 furnace에서 SiCl4 10sccm H2 200sccm Ar 100sccm source gas를 사용하여 850C에서 Si NW를 성장 시켰다. 이 과정에서 Al의 melting point가 577C인데 반해 SiNW 성장 온도가 850C로 높아서 성장하는 과정에 Si substrate 위의 Al이 agglomeration이 일어나 마이크로 사이즈의 Al island가 형성이 되었다. 이렇게 형성된 덩어리 표면에 dot들이 형성이 되고 이 dot들이 nucleation site가 되어 Si과의 eutectic 조성을 형성하여 VLS 방법의 직선의 Si NW를 성장 시켰다. 우리는 Al의 두께의 변화에 따른 Si NW의 성장의 변화에 대해서 연구 하였다. 그 결과 Al의 두께에 따라서 NW 성장의 정도의 차이를 확인 할 수 있었다. |
| 저자 | 정진영, 정양규, 박광태, 이정호 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | Si Nanowire |
