초록 ▼

대량으로 반도체를 얻기 위해서는 MOCVD (metal-organicchemical vapor deposition)을 이용하여 반도체 박막을 얻는 방법이 널리 사용됨에 따라 반도체 제조에 사용될 수 있는 원소를 함유하는 선구 물질(precursor)의 개발이 흥미를 끌고있다. 선구 물질을 증기 증착하여 박막을 얻는 과정은 복잡한 화학 반응이 수반되므로 사용 목적에 부합하는 박막을 성공적으로 얻기 의해서는 단계적인 단위 화학 반응의 이해가필요하다. 또한, MOCVD 과정에서 빛을 쪼여 주면, 기체-표면에서의 선택적인

대량으로 반도체를 얻기 위해서는 MOCVD (metal-organicchemical vapor deposition)을 이용하여 반도체 박막을 얻는 방법이 널리 사용됨에 따라 반도체 제조에 사용될 수 있는 원소를 함유하는 선구 물질(precursor)의 개발이 흥미를 끌고있다. 선구 물질을 증기 증착하여 박막을 얻는 과정은 복잡한 화학 반응이 수반되므로 사용 목적에 부합하는 박막을 성공적으로 얻기 의해서는 단계적인 단위 화학 반응의 이해가필요하다. 또한, MOCVD 과정에서 빛을 쪼여 주면, 기체-표면에서의 선택적인 결합 전자의 들뜸에 의하여, 표면의 성장 속도를 빠르게 하고, 성장 온도를 낮추며, 선택적인 표면 석출이 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 선구 물질로 사용될 수 있는 여러 유기 금속 화합물에 대한 광분해 반응에 대한 연구를 수행하고자 한다. 초음속 분자빔(supersonicmolecular beam)을 UV 레이저로 광분해하여, 생성되는 토막의 질량 분석 스펙트럼을 비행시간 측정 (Time-of-Flight,TOF)방법으로 측정하여, 박막의 성분 원소가 주어진 조건에서어떠한 메커니즘으로 생성되는가를 연구하는 것을 목적으로 한다.연구를 수행하기 위하여 고 진공 chamber를 만들어 분자빔을 생성하였으며, 이 분자빔의 성능을 확인하기 위해 요오드의 LIF (Laser Induced Fluorescence) 스펙트럼을 이용하여 냉각 온도를 측정하였으며, naphthalene/cyclohexane cluster의 LIF 및 REMPI(resonanceenhanced multiphoton ionization)-TOF 질량 스펙트럼을 측정하여cluster의 안정도 및 분광학적 특성을 조사하였다. Ge 박막의 비교적 간단한 precursor Ge(C2H5)4 (TEG) 및Ge(CH3)4 (TMG)의 355 nm와 266 nm 에서의 MPI/TOF 질량 스펙트럼을 조사하여, 이들의 광분해 메커니즘을 제시하였다. TEG는 에텐의 생성 경로로 인하여 좀더 효과적으로Ge-C 분해가 일어나므로 TMG 보다는 더 좋은 precursor로 작용할 수 있다.이와 같이 본 연구의 연구 결과는 제조된 박막의 특성을 예측하게 기초적 자료가 될수 있으며 또한 그 물질이 박막의 제조에 적당한 가를 판명할 수 있어, 약점을 보완한 새로운 화합물을 제안할 수도 있다. 또한, 다른 유기금속 화합물의 광분해 반응의 메커니즘 연구에의 활용이 기대된다.

Abstract ▼

Since MOCVD (metal-organic chemical vapor deposition)method has been widely used to produce the semiconductor films, the development ofnew semiconductor compounds has attracted considerable attention in recent years.The understanding of elementary reactions involving the complicated

Since MOCVD (metal-organic chemical vapor deposition)method has been widely used to produce the semiconductor films, the development ofnew semiconductor compounds has attracted considerable attention in recent years.The understanding of elementary reactions involving the complicated gas-surfacereaction occurred during the growth of semiconductors is desirable for the spatiallyselective growth and stringent control of thin films. Photoirradiation during chemicalvapor deposition can promote selective bond dissociation at the gas-surface interface viaelectronic excitations, thus enhancing growth rate lowering growth temperature, andextending growth conditions. Therefore, we set out to characterize the UVphotodissociation of semiconductor compound in the present study.In present study, we built a supersonic molecular beam in a ultra-high vacuumchamber and test the feasibility of molecular beam by using a laser induced fluorescence(LI) technique. The characteristics of the naphthalene/cyclohexane clusters produced ina molecular beam were investigated by measuring the LIF spectrum and REMPI(resonance enhanced multiphoton ionization) spectrum. The precursors for Ge film,Ge(C2H5)4 (TEG) and Ge(CH3)4 (TMG) were photodissocited at 355nm and 266 nm ina molecular beam. The mass spectrum of photofragments were measured usingMPl/TOF (Time-of-Flight) technique. Two photodissoctation channels were suggested: one is sequential and the other one is simultaneous dissociation. It is found thatTEG is more efficient precursor for Ge semiconductor due to the production of ethenemolecule. The results would suggest the characteristics of Ge film as well as itssuitable growth condition.The results can provide the characteristics of Ge thin film and justify the use ofthese precursor for the growth of semiconductor. We expect that these results cancontribute to urderatanding the photochemical reaction of other organometalliccompounds.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. 연구방법 및 이론...8
• 3. 결과...10
• 4. 고찰...17
• 5. 결론...20
• 6. 인용문헌...22
• 7. 그림...24
• 1. 연구수행관련 논문발표목록서...34
• 2. 자체평가서...35