초록 ▼

제 1 세부과제 :
선택증착 및 doping 기술 다이아몬드막을 이용한 기능성소자제작을 위하여 필요한 요소기술 중 단결정막의 합성, 이종기판상에서의 결정입자의 방향정렬 그리고 다이아몬드와 금속의 contact형성 및 전기적 특성에 대해 연구하였다.
다이아몬드단결정을 기판으로 사용하여 그 위에 단결정 다이아몬드막을 성장시킬 경우 막의 성장형태와 결함의 밀도는 기판의 면방향에 의존하였다.
(100) 면의 경우 다이아몬드막의 성장은 step의 이동에 의하여 진행하였으며, step의 공급원인 screw disloca

제 1 세부과제 :
선택증착 및 doping 기술 다이아몬드막을 이용한 기능성소자제작을 위하여 필요한 요소기술 중 단결정막의 합성, 이종기판상에서의 결정입자의 방향정렬 그리고 다이아몬드와 금속의 contact형성 및 전기적 특성에 대해 연구하였다.
다이아몬드단결정을 기판으로 사용하여 그 위에 단결정 다이아몬드막을 성장시킬 경우 막의 성장형태와 결함의 밀도는 기판의 면방향에 의존하였다.
(100) 면의 경우 다이아몬드막의 성장은 step의 이동에 의하여 진행하였으며, step의 공급원인 screw dislocation과 twin 결정과 모재의 접합부에서 빠른 성장을 보였다. 다이아몬드의 결함밀도는 성장면의 형태에 따라 다르게 나타났다.
(111) 면의 경우 성장은 세가지의 형태를 보였으며 다이아몬드막에 crack이 형성된 것을 알 수 있었다.
이는 (111)면에 생긴 면결함에 의하여 인장잔류응력이 생겼기 때문으로 판단되었다.
(110) 면의 경우 성장은 비교적 균일한 형태를 유지하였으며 둥근형태의 성장면을 보였다. 전체적인 결함의 밀도는 (100), (111), (110)로 갈수록 증가하였으며 이것은 성장면구조의 치밀도와 깊은 연관성을 보였다.
Si 기판과 동일한 방향관계를 갖는 다이아몬드의 단결정을 성장시키기 위하여 BEN처리와 집합조직의 성장기술을 이용하였다.
동일한 BEN 처리 후에도 집합조직의 성장조건에 따라 다이아몬드입자의 정렬도는 민감하게 의존하였다.
집합조직의 성장조건이 Si의 면방향과 일치할 경우에 가장 잘 정렬된 다이아몬드막의 성장을 얻을 수 있었다.
그러나 이 경우에 다이아몬드의 facet의 성장에 의한 표면의 조도가 큰 것으로 나타났으며 이것을 줄이기 위한 성장조건의 변형기술이 요구되었다.
성장시킨 다이아몬드막은 Si 기판과 동일한 방향관계를 갖고 있었으나 아직도 미세한 twist mismatch가 존재하였다.

다이아몬드와의 ohmic contact을 형성시키기 위하여 Al과 Zr을 선택하여 열처리에 따른 전기적 특성의 변화를 보았다.
전기적 특성의 변화는 열처리 조건에 따라 변화하였으며 고온 특성은 Zr의 경우가 보다 우수하였다. 두 경우 모두 ohmic contact의 특성을 보였다.

목차 Contents

• 목 차...13
• 과제의 개요...15
• 목 차...27
• 제 1 장 서 론...29
• 제 2 장 다이아몬드기판상의 다이아몬드막의 성장...32
• 2-1. 서 문...32
• 2-2. 실험방법...32
• 2-3. 결과 및 고찰...33
• 2-4. 결 문...44
• 참고문헌...44
• 제 3 장 Si 기판과 일정방향관계를 갖는 근사단결정다이아몬드박막합성...45
• 3-1. 서 문...45
• 3-2. 실험방법...46
• 3-3. 결과 및 고찰...48
• 3-4. 결 문...56
• 참고문헌...57
• 제 4 장 다이아몬드 - 금속 contact 형성에 관한 연구...59
• 4-1. 서 문...59
• 4-2. 문헌조사...59
• 4-3. 실험방법...68
• 4-4. 결과 및 고찰...70
• 4-5. 결 문...97
• 참고문헌...97
• 제 5 장 결 론...99
• 목 차...111
• 제 1 장 서 론...113
• 제 2 장 연구의 배경...115
• 2-1. 서 론...115
• 2-2. 박막의 잔류응력...117
• 2-3. 박막의 응력 계산...118
• 2-4. 다이아몬드상 카본 박막의 잔류응력...122
• 2-5. TRIM 분석...122
• 제 3 장 실험 방법...127
• 3-1. 실험 장치 및 박막의 제작...127
• 3-2. Roman spctroscopy 측정...127
• 3-3. EELS, C-spectrum...132
• 3-4. Stress 측정...132
• 3-5. 경도 측정...133
• 제 4 장 결과 및 고찰...134
• 4-1. 박막의 내부응력 변화...134
• 4-2. Raman spectroscopy 분석...139
• 4-3. Electron Energy Loss Spectroscopy...148
• 4-4. C-spectroscopy...148
• 4-5. 경 도...151