DC 마그네트론 스퍼터링과 원자기상증착법을 이용한 Si 첨가 SbTe 박막의 증착 양상 분석 및 특성 분석
저자
발행사항
서울 : 연세대학교 대학원, 2014
학위논문사항
학위논문(석사)-- 연세대학교 대학원 : 신소재공학과 2014. 8
발행연도
2014
작성언어
한국어
발행국(도시)
서울
기타서명
A study on deposition behavior and properties of Si doped SbTe film by sputtering and atomic vapor deposition
형태사항
77장 : 삽화 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 최두진
소장기관
상변화 물질이 발견된 이래, 상변화 물질의 특성을 향상시키기 위해 많은 연구들이 진행되어지고 있으며, 그 중 이종원소를 도핑 하는 방법은 그 특성을 향상시키는데 있어 가장 널리 알려진 방법 중 하나이다. 본 연구에서는 빠른 상변화 속도를 장점으로 가지는 SbTe 물질에 열안정성과 전력소모 특성의 향상을 위해 Si을 도핑하는 실험을 sputtering과 AVD 방식을 통해 수행하였다.
먼저 스퍼터링을 통한 증착은 Sb2Te3 타겟의 파워는 50W로 고정한 상태에서 Si 타겟의 파워를 0, 10, 30, 50W로 조절하여 4가지 조성의 Si:ST 박막을 증착하여 TEM EDS를 통해 조성을 확인하였다. 이 후 여러 ex-situ와 in-situ로 온도 변화에 따른 면저항을 측정하여 Si의 첨가량에 따른 결정화 온도의 변화와 비정질과 결정질 상태에서의 저항 변화를 확인하였다. 또한 Kissinger’s ananysis를 이용하여 activation energy를 계산하였다. 그 결과 결정화 온도와 비정질 저항 및 결정화 activation energy는 Si 조성에 따라 증가하였지만 결정질 저항은 큰 변화가 없었다. Si가 ST 결정구조에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 350oC에서 열처리를 하여 XRD, TEM과 XPS분석을 진행하였다. 그 결과 Si이 박막 내에서 결정의 성장을 방해하는 것을 확인하였다.
이후 동일한 박막을 AVD를 통하여 기판온도와 두가지 반응 기체인 암모니아와 수소의 비를 달리 하며 증착을 수행하였다. 주사 전자 현미경을 통해 surface morphology의 변화를 확인하였고, XRD를 통해 증착온도에 따른 박막의 결정성의 변화를 확인하였다. 마지막으로 박막의 조성과 화학 결합 상태를 XPS를 통하여 확인하여 온도와 반응기체비에 따라서 증착양상이 어떻게 변화하는지 확인하였다. 그 결과 온도와 수소가스 분율이 증가할수록 Si의 조성이 늘어났으며, Si 조성이 증가할수록 Si-O 결합의 비율이 증가하였다.
결론적으로 본 연구를 통해 Si:SbTe 물성을 확인하고, AVD를 통해 새로운 방식의 Si:SbTe 증착을 시도하고 이 때 반응기체가 증착에 미치는 영향에 대해 확인하였다.
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