신소재공학실험 | 박막 실험

 

 

 

현재 magnetron sputter는 반도체, LCD 등을 포함하는 microelectronics 산업에서 박막 형성을 위한 주요 장비로 널리 쓰이고 있으며, 소자의 고집적화 및 대형화 추세에 따라 그 이용가치는 더욱 증대되고 있다. 본 연구에서는 TFT-LCD용 color filter제조시 ITO 박막 형성을 위해 사용하는 magnetron sputter내부의 플라즈마 분포 및 ion kinetic energy에 대한 해석을 실시 하였으며, ITO target의 erosion형상의 원인을 실험결과와 비교하였다.

 

magnetron sputter은 target에 가해지는 기본 전압에 의해 target과 shield 혹은 target과 substrate 사이에서 생성될 수 있는 플라즈마 사이의 전위차에 의해 가속된 이온들이 target 표면과 충돌하여 이차 전자방출을 일으킴과 동시에 target표면에서 sputtering을 일으키고, 이들 sputtered된 중성의 원자들이 substrate로 날아가 박막을 형성하는 원리로 작동된다. 이 때 target에서 방출되는 이차전자들은 영구자석에 의한 자기장효과에 의해 target 근처에 갇히게 되어 중성 기체분자들과 이온화반응을 통해 플라즈마를 유지하고 그 밀도를 높혀주는 역할을 담당하게 된다. 즉 낮은 압력 및 기본 전압에서도 플라즈마 밀도를 높일 수 있고 sputtering 현상 자체를 수치묘사할 수 있는 정량적인 모델은 아직까지 명확하게 정립되어 있지 않다.

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실험 방법

1. 시편 준비

시편은 유리 글라스를 이용하여 실험을 진행하였다.

 

2. RF - Magnetron Sputtering system

증착을 시키는 작업으로서 다음과 같이 조건을 맞추었다. AZO는 rf magnetron sputtering 방법으로 증착한 것을 이용하였다. 투명전도박막을 PECVD Chamber 내에 장착한 다음, 수소 플라즈마에 노출시켰다. AZO는 수소 플라즈마 노출 온도와 시간에 대해 전반적으로 광투과도 손실이 나타나지 않지만 박막 내 수소의 유입으로 인하여 흡수대가 단파장 쪽으로 이동하는 Burstein-Moss효과가 나타난다. 또 한 표면구조에서도 AZO가 수소 플라즈마 노출에 대해 안정성을 보인다. → 플라즈마로 이용한 증착법을 이용함.

 

3. 두께 측정

두께를 측정하는 장비로 총 3번 두께를 측정을 하였다.

 

 

 

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