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주사탐침현미경을 이용한 Si 표면 국부 산화피막 형성시 선 높이에 대한 탐침 전위, 편향 셋포인트, 탐침 속도의 영향
Local Anodization on Si surface Using Scanning Probe Microscope; Effects of Tip Voltage, Deflection Setpoint, and Tip Velocity on Line Height 원문보기

전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society, v.9 no.2, 2006년, pp.84 - 88  

김창환 (서강대학교 화학과, 바이오융합기술 협동과정) ,  최정우 (서강대학교 화공생명공학과, 바이오융합기술 협동과정) ,  신운섭 (서강대학교 화학과, 바이오융합기술 협동과정)

초록
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본 연구에서는 주사탐침현미경을 이용한 Si 표면의 국부 산화피막 형성에 있어서, 탐침이 움직이면서 생기는 $SiO_2$의 일차원적인 선의 높이가 탐침 전위, deflection setpoint, 탐침 속도에 의해 어떻게 영향을 받는지 고찰해 보았다. -3 V 보다 작은 탐침 전위에서는 국부 산화피막 형성이 관찰되지 않았으며 -3 V 보다 큰 탐침 전위에서는, 탐침 속도가 $1{\mu}m/s$일 때, 1 V씩 증가함에 따라 0.47nm의 비율로 선의 높이가 높아졌다. Deflection setpoint는 탐침이 가하는 기계적인 힘의 표지가 되는데, $12\sim18nN$ 정도의 힘이 가해지지 않으면 국부 산화피막 형성이 관찰되지 않았다. 그 이상의 힘이 가해져야 국부 산화피막 형성이 관찰되는데 이때 선의 높이는 기계적인 힘과 무관하였다. 탐침 속도가 빨라짐에 따라 선의 높이는 낮아졌으나, 탐침 전위가 -5V인 경우, 0.7nm 이하로 낮아지지는 않았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effects of tip voltage, deflection setpoint, and tip velocity on height of $SiO_2$ line drawn by local anodization on Si wafer using scanning probe microscope were investigated. No local anodization was detected at smaller than -3 V of tip voltage. The line height increased at rate of...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • Local anodization에 있어서 탐침 전위, deflection setpoint, 탐침 속도가 그어지는 선의 높이에 미치는 영향을 조사尊였다. -3 V 보다 작은 탐침 전위에서는 선이 그어지지 않으며 -3 V 보다 큰 탐침 전위에서는, 탐침 속도가 1 pim/s일 때, 탐침 전위가 I V 낮아질 때마다 선의 높이는 대략 0.
  • 그러나 Si 산화막 위에서 수평방향으로 탐침이 움직일 때 생기는 선의 높이에 대한 연구는 이루어진 바 없기 때문에 본 연구에서는 산화막 위에서 탐침이 수평방향으로 움직이면서 local anodization에 의해 생겨난 선의 높이가 탐침 전위, deflection setpoint, 탐침 속도에 의해 어떻게 영향을 받는지 살펴보았다.
  • 너비와 높이를 원하는 대로 제어해야 한다. 선의 너비가 습도에 의해 결정된다는 것은 잘 알려져 있으므로 가장 간편하게 제어할 수 있는 parameter들인 팀침 전위 (tip voltage), deflec­ tion setpoint, 탐침 속도(tip velocity)의 변화에 대해 선의 높이가 어떻게 변하는지 살펴보았고, Si wafer 또한 특별한 전처리를 하지 않은 것을 사용하였으므로 가장 간편한 조건에서 Si 산화막 pattern의 선 높이를 어떻게 제어할 수 있는지를 알아보고자 하였다.
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참고문헌 (15)

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  14. J. A. Dagata, T. Inoue, J. Itoh, and Yokoyama, 'Understanding scanned probe oxidation of silicon,' Appl. Phys. Lett., 73(2), 271 (1998) 

  15. Y.-R. Ma, C. Yu, Y.-D. Yao, Y. Liou, and S.-F. Lee, 'Tip-induced local anodic oxidation on the native $SiO_2$ layer of Si(111) using an atomic force microscope,' Phys. Rev. B, 64(19), 195324 (2001) 

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