정전분무를 이용한 MOCVD에 의해 증착된 TiO_2 박막의 특성 연구

Abstract

정전분무(electrostatic spray)를 이용한 MOCVD방법은 원료를 함유하는 용액을 이용함으로써 이송관의 가열이 필요 없이 장치를 간단하게 할 수 있고, 용액의 유량과 전기장의 세기에 따라 초미세 입자제어도 가능하며, 출발 용액으로부터 박막의 조성을 조절할 수 있는 등의 여러 가지 특징을 가지고 있다. 온도가 증가함에 따라 입자성장과 반응가스에 의한 표면의 밀도가 감소하여 표면조도가 증가하였다. 증착 시간이 증가함에 따라 막의 두께는 증가하지만, 증착시간이 지날수록 +전하를 띤 액적들은 이미 생성된 막의 영향으로 -가 인가된 기판으로의 전하이동을 방해받으므로 island성장과 모세관현상의 표면형상은 거칠고, porous해졌다. 인가전압이 증가할수록 분무시 액적의 사이즈가 작아지므로 막의 표면은 치밀해졌으며, 표면에는 완전분무하지 못한 모액적에 의해 생긴 입자의 수도 적은 경향을 보였다. 산소 분말이 증가할수록 Ti와 O의 세기는 증가하나, C의 세기는 감소하는 경향을 보였다.

The electrostatic spray assisted MOCVD has the advantages of simple apparatus without the gas lines, easy control of nano-sized droplets by applied voltage and solution rates and easy control of compositions of thin films by controlling the composition of starting solution. At lower deposition temperatures the morphology of the layers are less porous and rough. With increasing deposition time and thus increasing layer thickness the morphologies of the layers are shift to porous top layer with dense bottom layer and then porous top layer with big sized grain of bottom layer as the result of low growth rates. XPS can be seen that Ti and O intensity increases but C intensity decreses with increasing O_2 flow rates.

The electrostatic spray assisted MOCVD has the advantages of simple apparatus without the gas lines, easy control of nano-sized droplets by applied voltage and solution rates and easy control of compositions of thin films by controlling the composition of starting solution. At lower deposition temperatures the morphology of the layers are less porous and rough. With increasing deposition time and thus increasing layer thickness the morphologies of the layers are shift to porous top layer with dense bottom layer and then porous top layer with big sized grain of bottom layer as the result of low growth rates. XPS can be seen that Ti and O intensity increases but C intensity decreses with increasing O_2 flow rates.