Thermal Evaporation법을 이용한 박막의 제조(결과)

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Thermal Evaporation법을 이용한 박막의 제조(결과)

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1. 서론
Thermal Evaporation법을 사용하여 발광박막의 제조를 통하여 박막재료 제조 공정의 이해를 돕는다.
2. 이론
1) 박막이란?
박막이란, 두께가 단원자층에 상당하는 0.1nm에서 10μm정도의 두께를 가진 기판 상에 만들어진 고체 막으로 정의된다. 이와 같은 박막은 형성과정이 보통의 덩어리재료(Bulk)와 다르기 때문에, 구조차이에 의한 막 고유의 특성을 보유하게 되고 두께가 얇아짐에 따른 형상효과를 나타내게 된다. 즉, 기존의 Bulk와는 전혀 새로운 전기적, 자기적 및 광학적 효과를 나타내며, 이런 현상을 이용하여 각종 전기소자, 집적회로, 광학부품 등 여러 응용분야에 이용되고 있다.
박막 제조 방법에는 여러 가지가 있지만, 이번 실험에 사용한 진공 증착법에 대하여 알아보자.
2) 진공 증착법(Vacuum Evaporation)
진공 증착법은 1939년경 최초 소개되었으나 진공기술이 충분히 개발된 1949년 이후에야 산업에 응용되기 시작하였으며, 전자빔을 이용하여 고융점 금속을 증기상으로 만들 수 있게 됨에 따라 급진적인 기술 발전을 하여 오늘에 이르고 있다.
작업 원리 및 과정
금속 증기상은 피복시키고자 하는 금속의 증기압보다 낮은 10-4～10-5 torr 정도의 진공조건에서 표적재료를 여러 가지 방법으로 가열시켜 증발되도록 한다. 일반적으로 높은 증기압을 가진 재료는 직접 저항가열로 증기상을 발생시키며 주로 박막 코팅이 이루워진다. 용기를 이용한 저항가열 및 유도가열은 중간 전도의 증기압을 가진 표적재료를 사용할 경우이며 더 두꺼운 코팅층이 형성된다. 고융점 재료나 두꺼운 코팅을 행하고자 할 때는 높은 전력밀도로 표적재료를 가열하는 방식인 전자빔이나 복사열 가열원을 사용한다. 어떤 경우는 레이저빔을 가열원으로 이용하기도 한다. 금속 증발 속도는 대략 25～75㎛/min 정도이며, 증기상은 전기적으로 중성상태이고 0.1～0.5 eV 의 열에너지를 가지고 표면을 이탈한다.

참고 자료

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