Growth Mode of Tungsten Thin Film by Using Si$H_4$ Reduction of W$F_6$ in LPCVD System

저압 화학 기상 증착 조건에서 Si$H_4$, W$F_6$ 환원 반응에 의한 텅스텐 박막의 성장 양식

Tungsten thin film was deposited on Si( 100) substrate by either Si substrate reduction of W$F_6$( case 1) or Si$H_4$ reduction of W$F_6$( case 2) in LPCVD system The morphology and properties of deposited films for both cases were examined. The crystal structure for both cases was determined to be bec (body centered cubic). The amount of tungsten and the grain size in thin films were increased as the film grows. From the experimental results and theoretical considerations, it can be understood that the tungsten thin film grows by the volmer-weber growth mode, that is, island growth. The detailed tungsten thin film growth mode is presented. It was also found that the initial polycrystal structure of tungsten thin film developed into single crystal structure as the film grew in thickness.

LPCVD 조건하에서 Si 기판을 이용하여 W$F_6$를 환원시키거나 Si$H_4$를 이용하여 W$F_6$를 환원시켜 Si(100) 기판위에 텅스텐 박막을 증착하였다. 증착된 박막들의 표면 및 단면 형상과 특성들을 조사하였으며 박막들의 결정구조는 체심입방구조를 이루는${alpha}$-W임을 알수 있었다. 박막내의 텅스텐의 양과 grain들의 크기는 박막이 성장함에 따라 증가하였다. 실험적인 결과와 이론적인 고찰들로부터 텅스텐 박막은 Volmer-Weber 성장양식인 island growth를 이룸을 알 수 있었고 세부적인 박막 성장양식을 제시하였다. 또한 텅스텐 박막이 성장할수록 박막의 결정구조는 점점 단결정화 하여감을 알수 있었다.