Mo(CO)6와 다양한 플라즈마 가스를 이용한 몰리브덴 화합물의 플라즈마 원자층 증착 법에 관한 연구

Abstract

최근 몇 년간 전이금속 산화물과 칼코겐 화합물은 광범위한 응용에 활용 될 수 있는 뛰어난 특성으로 인하여 많은 관심을 받았다. 이러한 물질 중 몰리브덴 화합물은 가장 많이 연구되어왔고 그만큼 많은 진척을 달성한 물질이다. 한편 금속인 몰리브덴 또한 전도성 물질로서 전기소자에 다양하게 활용되었다. 따라서 이번 연구에서는 대면적의 균일한 몰리브덴과 몰리브덴 화합물들을 증착하기 위하여 플라즈마 원자층 증착 법을 사용하여 박막을 증착하고 광학적, 구조적, 전기적 특성들을 조사하였다. 특히 Mo(CO)6를 전구체로 사용하면서 반응물로 산소, 수소, 황화수소 또는 이들을 조합하여 사용하여 Mo, MoO3, MoS2를 선택적으로 증착하였다. 각 반응물에 따른 ALD 특성을 조사하였고, ellipsometry, Raman spectroscopy, photoluminescence, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy를 사용하여 각 반응물 조합과 성장 조건에 따른 박막의 특성을 평가 하였다. 더하여 몰리브덴 화합물뿐만 아니라 금속인 Mo의 소자 구성요소로서의 잠재성 또한 함께 살펴보았다.|In recent years, transition metal oxides and dichalcogenides have received much attention due to its attractive properties for a wide range of applications. Among these materials molybdenum compounds were studied most initiatively and achieved considerable progress. Meanwhile, metallic molybdenum is also widely used as conducting materials in many electronic applications. In this study, therefore, plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD) was employed to form the uniform Mo, MoO3, MoS2 thin films. Optical, structural and electronic properties of metallic molybdenum and its compounds thin films have been investigated. Especially, When Mo(CO)6 was used as the precursor, different kinds of plasma gases such as O2, H2, H2S and their combinations for reactant resulted in selective growth of Mo, MoO3, MoS2, respectively. Basically, the ALD characteristics with each reactant were studied. The ellipsometry, Raman spectroscopy, photoluminescence, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy were used to examine film characteristics according to the different precursor combinations and growth conditions. Furthermore, the potential of metallic Mo as well as Mo compounds for device component was investigated.