단결정 육각형 실리콘 마이크로 바늘의 혼합소스 HVPE 성장방법 (Mixed-Source HVPE Method for Growing Single-Crystal Hexagonal Si Microneedles)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 71권 / 8호 / 659 ~ 666페이지
· 저자명 : 이강석, 김경화, 박정현, 김소윤, 이하영, 안형수, 이재학, 전영태, 양민, 이삼녕, 전인준, 조채용, 이상걸, 노효진, 이원재, 김석환

초록

종횡비 (길이/직경)가 195이상의 단결정 육각형 Si 마이크로 바늘을 상압의 혼합소스 수소화물기상법으로 성장하였다. 새로 고안된 상압의 혼합소스 수소화물기상법은 1200 ◦C 의 고온에서 Si과 HCl가스의급격한 반응에 의해 높은 분압을 가진 전구 기체를 발생시킨다. 동시에 GaCln, AlCln 그리고 SiCln 가스사이의 상호작용에 의해 핵과 시드를 형성하여 육각형 Si 마이크로 바늘을 성장 시키며, 성장된 무게에따른 자유낙하에 의해 기판에서 분리되는 성장 메커니즘으로 설계 되었다. 주사 전자 현미경 (FE-SEM), 에너지 분산 형 X 선 분광법 (EDS), 엑스선 광전자분광법 (XPS), 고해상도 X-선 회절 (HR-XRD) 그리고라만 스펙트럼을 통하여 단결정이면서 순수한 육각형 Si 마이크로 바늘로 판명되었다. 이 결과는 새로설계된 상압의 혼합소스 HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법으로 단결정 육각형 Si 마이크로바늘의 대량 성장이 가능함을 기대한다.

영어초록

Single-crystal hexagonal Si microneedles with an aspect ratio (length/diameter) of 195 or more were grown by using a mixed-source HVPE method at atmospheric pressure. The newly designed mixed-source HVPE method at atmospheric pressure generates a precursor gas with a high partial pressure due to the rapid reaction of Si and HCl gas at a high temperature of 1200 ◦C. At the same time, hexagonal Si microneedles are grown due to the formation of a nucleus and a seed caused by the interaction between GaCln, AlCln and SiCln gas, and it is designed as a growth mechanism that is separated from the substrate by free fall according to the grown weight. Scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high-resolution X-ray diffraction (HR-XRD), and Raman spectra revealed a single crystal and pure hexagonal Si microneedle. As a result, the newly designed atmospheric pressure mixed-source HVPE method is expected to enable mass growth of single-crystal hexagonal Si microneedle.

참고자료

· 없음