• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제8권2호
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• pp.55-58
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• 2009

Density functional theory was used to investigate the adsorption and reaction of $HfCl_4$ with two hydroxyls on Si (001)-$2{\times}1$ surface in atomic layer deposition (ALD) process. We prepared a reasonable Si substrate which consisted of six inter-dimer dissociated $H_2O$ molecules and two intra-dimer dissociated $H_2O$ molecules. The $HfCl_4$must react with two hydroxyls to be a bulk-like structure. When $HfCl_4$ was adsorbed on a hydroxyl, there was energy benefit of -0.55 eV. Though there was energy loss for $HfCl_4$ to react with H of hydroxyl, thermal energy of ALD chamber would be enough to pass the energy barriers. There were five reaction pathways for $HfCl_4$ to react with two hydroxyls; inter-dimer, intra-dimer, cross-dimer, inter-row, and cross-row. Inter-row, inter-dimer and intra-dimer were relatively favorable among the five reaction pathways based on the energy difference. The electron densities between O and Hf in these three reactions were higher than the others and they had shorter Hf-O and O-O bond lengths than the other two reaction pathways.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권6호
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• pp.621-624
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• 2011

In order to deposit a homogeneous and uniform ${\beta}$-SiC films by chemical vapor deposition, we constructed the phase-diagram of ${\beta}$-SiC over graphite and silicon via computational thermodynamic calculation considering pressure(P), temperature(T) and gas composition(C) as variables in $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system. During the calculation, the ratio of Cl/Si and C/Si is maintained to be 4 and 1, respectively, and H/Si ratio is varied from 2.67 to 15,000. The P-T-C diagram showed very steep phase boundary between SiC+C and SiC region perpendicular to H/Si axis and also showed SiC+Si region with very large H/Si value of ~6700. The diagram can be applied not only to the prediction of the deposited phase composition but to compositional variation due to the temperature distribution in the reactor. The P-T-C diagram could provide the better understanding of chemical vapor deposition of silicon carbide.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.161-161
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• 2012

질화티타늄(Titanium Nitride, TiN)은 화학적 안정성이 우수하고, N/Ti 원소 비율에 따라 열전도성 및 전기전도성이 변화하는 특성을 가지고 있어서 Metal Insulator Silicon (MIS) 나 Metal Insulator Metal (MIM) capacitor의 metal electrode 물질로 적용되고 있다. $TiCl_4$와 $NH_3$ gas를 이용하여 $500^{\circ}C$ 이상의 고온 조건에서 Chemical Vapor Deposition (CVD) 법으로 TiN 박막을 증착하는 방식이 가장 널리 사용되고 있으나, TiN 박막 내의 Chlorine (Cl) 원소가 SiO2 두께와 누설전류 밀도를 증가시키는 요인으로 작용하므로 Cl의 거동 및 함량 제어를 통한 전기적인 특성의 향상 평가가 요구되고 있다[1-3]. 본 실험에서는 $SiO_2$ 위에 TiN을 적층 한 구조에서 magnetic sector type의 Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)를 이용하여 Cl 원소의 검출도 개선 방법을 연구하였다. 일반적인 $Cs^+$ 이온을 이용하여 $Cl^-$ 이온을 검출할 경우에는 TiN 하부에 $SiO_2$가 존재함에 따른 charging effect와 mass interference가 발생되는 문제점이 관찰되었다. 이를 개선하기 위해 Cl과 Cs 원소가 결합된 $ClCs^+$ cluster ion을 검출하는 방법을 시도하였으나, Cl- 이온 검출 방식에 비해 오히려 낮은 검출도를 나타내었으나 Cl 원소가 속하는 halogen 족 원소의 높은 전자 친화도 특성을 이용한 $ClCs_2^+$ cluster ion을 검출하는 방법[4]을 적용한 경우에는 $ClCs^+$ 방식에 비해 검출도가 3order 개선되는 결과를 확보하였으며, 이 결과를 토대로 Cl dose ($atoms/cm^2$) 와 Rs (ohm/sq) 간의 상관 관계에 대해 고찰하고자 한다.

• Tribology and Lubricants
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• 제4권2호
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• pp.36-43
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• 1988

Titanium carbide(TiC) and titanium nitride(TiN) flims were deposited on $Si_3N_4$-TiC composite cutting tools by chemical vapor deposition(CVD) using $TiCl_4-CH_4-H_2$ and $TiCl_4-H_2-N_2$ gas mixtures, respectively. The nonmetal to metal ratio of deposit increases with increasing $m_{C/Ti}$(mole ratio of CH$_4$ to TiCl$_4$ in the input) for TiC coatings and $m_{N/Ti}$(mole ratio of N$_2$ to TiCl$_4$ in the input) for TiN coatings. The nearly stoiahiometric films could be obtained under the deposition condition of $m_{C/Ti}$ between 1.15 and 1.61 for TiC, and that of $m_{N/Ti}$ between 25 and 28 for TiN. Also maximum microhardness of the coatings can be obtained in these ranges. The interfacial region of TiC coatings on $Si_3N_4$-TiC ceramics is wider than that of TiN coatings according to Auger depth profile analysis, which indicates good interfacial bonding for TiC. Experimental results show that TiC coatings have an randomly equiaxed structure and Columnar structure with(220) preferred orientation can be obtained for TiN coatings. And, multilayer coatings have a dense and equiaxed structure.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.577-581
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• 2011

가시광 영역에서 강한 광루미네선스(photoluminescence, PL) 특성이 있는 실리콘 나노입자는, 생물학적 형광 이미징, RGB(red, green, blue) 디스플레이, 포토닉스, 광전소자 등의 응용소재로 개발될 수 있어 많은 연구가 수행되고 있다. 실리콘 나노입자의 광학적 및 물리화학적 특성을 이용한 실용적인 응용 및 개발을 위해서는 그 특성의 조절이 용이한 제조법 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 Na(naphthalide)를 환원제로 사용한 용액환원법을 이용하여 한 단계로 입자표면이 알킬기로 안정화된 평균 <10 nm 크기의 실리콘 나노입자를 합성할 수 있는 방안을 시도하였다. 이를 위하여 실리콘 전구체로 알킬기를 포함하고 있는 (Octyl)$SiCl_3$ 단독 또는 (Octyl)$SiCl_3$와 $SiCl_4$의 혼합물을 사용하여 Si-Cl 결합의 환원을 통한 입자의 형성과 동시에 반응물에 포함된 Octyl 기에 의한 표면 안정화를 한번에 달성할 수 있었다. 합성한 실리콘 입자의 TEM/EDS, FTIR 분석결과 입자의 크기는 <10 nm이며, 표면이 알킬기로 덮여있어 소수성 용제인 헥산에 쉽게 용해되었으며 입자표면은 소량의 산화된 Si-O-Si 그룹을 포함하고 있었다. UV-vis 및 PL 분석결과 표면 알킬기를 포함하는 실리콘 나노입자의 전형적인 광 특성을 보여 간단한 반응단계를 통하여 표면이 Octyl기로 덮인 실리콘 나노입자를 합성할 수 있음을 보였다. 본 연구에서 시도한 합성법을 응용할 경우, 향 후 실리콘 나노입자의 표면에 다양한 기능기를 one-pot으로 도입할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권4호
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• pp.215-221
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• 2002

$SiH_2Cl_2/H_2$ 기체혼합물을 원료로 사용하여 (100) Si 기판 위에 고온벽 화학기상증착법(hot-wall CVD)으로 에피 실리콘을 증착시켰다. 공정변수(증착온도, 반응기 압력, 입력 기체의 조성비($H_2/SiH_2Cl_2$)등)가 실리콘 증착에 미치는 영향을 조사하기 위해 열화학적 전산모사를 수행하였으며, 전산모사를 통해 얻은 공정조건의 범위를 바탕으로 실험한 결과, 전산모사의 결과와 실험이 잘 일치함을 알 수 있었다. 실험을 통해 얻은 최적 증착 조건은 증착온도가 850~$950^{\circ}C$, 반응기 압력은 2~5 Torr, $H_2/SiH_2Cl_2$비는 30~70 정도임을 알 수 있었고, 증착된 에피 실피콘은 두께 및 비저항의 균일도가 우수하고 불순물 함량이 낮은 양질의 박막임을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권2호
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• pp.141-145
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• 2004

Silicon nitride thin films were deposited by atomic layer deposition (ALD) technique in a batch-type reactor by alternating exposures of precursors. XJAKO200414714156408$_4$ or$ SiH_2$$Cl_2$ was used as the Si precursor, $NH_3$ was used as the N precursor, and the deposited films were characterized comparatively. The thickness of the film linearly increased with the number of deposition cycles, so that the thickness of the film can be precisely controlled by adjusting the number of cycles. As compared with the deposition using$ SiCl_4$, the deposition using $SiH_2$$Cl_2$ exhibited larger deposition rate at lower precursor exposures, and the deposited films using $SiH_2$$Cl_2$ had lower wet etch rate in a diluted HF solution. Silicon nitride films with the Si:N ratio of approximately 1:1 were obtained using either Si precursors at $500^{\circ}C$, however, the films deposited using $SiH_2$$Cl_2$ exhibited higher concentration of H as compared with those of the $SiC_4$ case. Silicon nitride thin films deposited by ALD showed similar physical properties, such as composition or integrity, with the silicon nitride films deposited by low-pressure chemical vapor deposition, lowering deposition temperature by more than $200^{\circ}C$.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권8호
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• pp.625-625
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• 1991

2wt% Al2O3와 10wt% Al2O3를 첨가하여 2000℃와 2050℃에서 가압소결된 SiC를 37 mol% NaCl과 63 mol% Na2SO4 Salt에 의해 60분까지 hot corrosion을 시켰다. 부식은 SiC표면에 형성된 SiO2층이 Na2O 이온에 의한 basic dissolution에 이해 일어남이 관찰되었고 10wt%의 Al2O3가 함유된 시편은 입계에 Al2O3를 함유한 입계상의 존재로 2wt% Al2O3가 함유된 시편보다 낮은 corrosion rate를 나타냈다. SiC와 산화물층 사이에서 gas bubble의 형성이 관찰되었고 이 gas bubble이 산화물층을 심하게 파괴하기 전까지 corrosion rate은 linear하게 변했다. 부식 양상은 개기공과 입계에서 pitting corrosion에 의해 시작되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권8호
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• pp.626-634
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• 1991

The specimens for the corrosion test were made by hot-pressing of SiC power with 2 wt% Nl2O3 and 10wt% Al2O3 additions at 200$0^{\circ}C$ and 205$0^{\circ}C$. The specimens were corroded in 37 mole% NaCl and 63 mole% Na2SO4 salt mixture at 100$0^{\circ}C$ up to 60 min. SiO2 layer was formed on SiC and then this oxide layer was dissolved by Na2O ion in the salt mixture. The rate of corrosion of the specimen containing 10 wt% Al2O3 was slower than that of the specimen containing 2 wt% Al2O3. This is due to the presence of continuous grain boundary phase in the specimen containing 10 wt% Al2O3. The oxidation of SiC produced gas bubbles at the SiC-SiO2 interface. The rate of corrosion follows a linear rate law up to 50 min. and then was accelerated. This acceleration is due to the disruption oxide layer by the gas evolution at SiC-SiO2 interface. Pitting corrosion has found at open pores and grain boundaries.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권6호
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• pp.845-851
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• 2002

The synthesis of the intramolecular donor - stabilized silyl and germyl complexes of the type ($Cab^c.p) MMe_2X$ (2a:M=Si, X=Cl;2b;M= Ge, X=Cl;2e;M=Si,X=H) was achieved by the reaction of $LiCab^c,p$ (1) with $Me_2SiClX$ and $Me_2GeCl_2$ respectively. The intramolecular M←P interacion in 2a-2c is provided by $^1H$, $13^C.$, $31^P$ and $29^Si$ NMR spectroscopy. The salt elimination reactions of dichlorotetramethyldisilane and -digermane with 1 afforded the $bis(\sigma-carboranylphosphino)disilane$ and disgermane [$(Cab^C.P)MMe_2]_2(4a;M$ = Si;4b: M=Ge). The oxidative addition reaction of 4a-4b with $pd_2(dba)_3CHCl_3afforded$ the bis(silyl)-and bis(germyl)-palladium complexes. The chloro-bridged dipalladium complexes were obtained by the reaction of 2a-2b with $pd_2(dba)_3CHCl_3$ The crystal structures of 5a and 7b were determined by X-ray structural studies.