PECVD 기법을 이용한 나노 결정 Si 박막의 제조 및 특성 평가

초록

PECVD 장치를 이용하여 Si 및 유리 기판 위에 Si 박막을 제조하였다. 반응가스(S%=SiH4/(Ar+SiH4 = 1.6 - 6%), 기판온도(R.T. - 500oC), 그리고 플라즈마 전력 (100 W) 등의 공정변수를 변화시키면서 박막을 제조하였다. 이들 박막의 결정도 및 우선배향성을 조사하기 위해서 박막용 WAXS와 SAXS를 이용하였으며, 나노구조를 분석하고자 TEM과 AFM을 이용하였다.박막의 나노구조변화에 따른 광학적 특성을 형광분석기법(PL)을 이용하여 분석하였다. 상온에서 준비된 박막은 비정질 및 수 nm 결정으로 구성되어 있으며, 기판온도를 상온에서 500oC로 증가시킴에 따라 결정의 크기는 수 nm로부터 수 십 nm 이상으로 증가하였다. 상온에서 제조된 박막은 약 450 nm의 파장에서 PL 현상이 관찰되었으며, 대조적으로 500oC 에서 제조된 박막은 PL이 관측되지 않았다.