Characterization of Surface and Pore Morphologies on Nanoporous Organosilicate Films by X-ray Scattering
- 주제(키워드) X-ray reflectivity , GISAXS
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 김현정
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045146
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 연구에서는 차세대 반도체 소자의 층간 절연 물질 중 기계적 물성이 강하면서 저유전율을 갖는 절연물질로 많은 응용이 기대되는 반응성 포라젠을 이용한 나노기공 유기실리케이트 박막에 대해 포라젠 함량에 따른 기공의 크기와 비율 및 박막의 표면을 연구하였다. 본 연구의 대상인 반응성 포라젠을 이용한 나노기공 유기실리케이트 박막은 비반응성 포라젠으로 제조된 박막보다 같은 함량에서 더 낮은 유전율을 가지면서도 높은 기계적 강도를 갖는 특성 때문에 주목받고 있다. 제조된 나노기공 박막의 기공의 크기와 비율을 후열처리 조건과 시간에 따라 ellipsometry, X-ray reflectivity와 grazing incidence small angle X-ray scattering을 측정하였다. 포라젠 함량이 10%~30%에서는 기공의 크기가 매우 작고 균일하게 분포되어 있고, 40% 이상에서는 기공의 뭉침 현상이 일어나 기공의 크기가 증가함을 알았다. 또한 나노기공 유기실리케이트 박막은 수분에 의해 쉽게 영향을 받으며, 후열처리를 한 후에는 수분에 영향을 받기 전의 공극률 값으로 돌아감을 확인하였다.
more초록/요약
We studied the surface and pore morphologies on films with nanoporous organosilicate by X-ray reflectivity and grazing incidence small angle X-ray scattering(GISAXS). Nanoporous organosilicate films were prepared with reactive porogens of trimethoxysilyl - propyl – cyclodextrin (TMSCD) and trimethoxysilyl-propyl-xylitol (TMSXT). We have measured film thickness, roughness, and electron density depending on the type of porogens and porogen loading density by X-ray reflectivity. We confirmed that the electron density of the films decreases as the loading density increases. The actual porosity was obtained from the electron density of the films and compared with those by ellipsometer and GISAXS. In low loading density (10%~30%), the pore size is very small and pore distribution is uniform. In high loading density (>40%), the pores start to aggregate. We found that the porosity of the films can be affected easily by moisture. After annealing the films at as high as 200℃ for 1 hour, the porosity recovered to the initial value.
more목차
Ⅰ. Introduction = 1
Ⅱ. Theory = 4
1. Interaction of X-rays with matter = 4
(1) x-ray scattering of one electron = 4
(2) x-ray scattering of one atom, one electron and a crystal = 10
2. X-ray reflectivity = 14
3. GISAXS(Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering) = 17
Ⅲ. Experiment = 21
1. Sample prepration = 21
2. Ellipsometer 측정 = 24
3. X-ray reflectivity 측정 = 24
4. GISAXS 측정 = 26
Ⅳ. 결과 및 분석 = 27
1. Ellipsometer에 의한 측정 결과 및 분석 = 27
2. X-ray reflectivity 측정 결과 및 분석 = 30
3. GISAXS 측정 결과 및 분석 = 36
4. 시간에 따른 나노기공 유기 실리케이트 박막 특성 결과 및 분석 = 38
Ⅴ. 결론 = 41
Ⅵ. 참고문헌 = 42
