재공실 실험2 예보 - RF-Magnetron Sputter를 이용한 박막 증착 원리 이해

목차

1) PVD 증착방식인 Sputtering의 원리에 대한 이해
1. PVD (physical vapor deposition, 물리증착법)
2. Sputtering
3. Sputtering의 장점
4. Sputtering의 단점
5. DC Sputtering
6. RF Sputtering
7. Bias Sputtering
8. Reactive Sputtering
9. Magnetron Sputtering

2) Plasma의 일반적인 특성에 대한 이해
1. Plasma
2. Plasma의 종류
3. Plasma의 특징
4. Plasma의 특성
5. Plasma Temperature & Density

본문내용

드라이 플레이팅이라고도 한다. 진공 중에 금속을 기화시켜 기화된 금속 원자가 산화하지 않은 채, 방해물 없이 피도금물에 도금이 된다.
진공 증착법, 스패터링법, 이온 플레이팅법
으로 분류된다. PVD법은 알루미늄, 티탄이나 고융점 재료의 도금이 가능하고, 진공 중에 금속과 비금속 원자를 이온화하여 반응시키면, 탄화 티탄, 질화 티탄, 알루미나, 질화 알루미늄, 탄화 규소 등의 내마모성, 내열성, 그 외 기능성이 있는 화합물 피막을 도금할 수 있다.
특징은 얇은 막의 두께가 균일하고 다충막(多層膜) 형성도 용이하다는 것등을 들 수 있다.

▶ Sputtering
그림 Sputtering 기술의 모식도
스퍼터링(sputtering)법은 스퍼터링 가스를 진공분위기로 이루어진 chamber 내로 주입하여 형성하고자 하는 target 물질과 충돌시켜 플라즈마를 생성시킨 후 이를 substrate(기판)에 코팅시키는 방법이다. 일반적으로 사용되는 sputtering 가스는 불활성 가스인 Ar을 사용한다. sputter장치의 시스템은 target쪽을 음극(cathod)으로 하고 substrate쪽을 양극(anode)로 한다. 전원을 인가하면 주입된 sputtering 가스(Ar)는 음극쪽에서 방출된 전자와 충돌하여 여기(exite)되어 Ar+로 되고 이 여기된 가스는 음극인 target 쪽으로 끌려서 충돌한다. 이때 여기 된 가스 하나하나는 hυ만큼의 에너지를 지고 있으며 충돌 시 에너지는 target 쪽으로 전이 되며 이때 target을 이루고 있는 원소의 결합력과 전자의 일함수(work function)를 극복할 수 있을 때 플라즈마는 방출된다. 발생한 플라즈마는 전자의 자유행정거리만큼 부상하고 target과 substrate와의 거리가 자유행정거리 이하일 때 형성된다. 따라서 sputtering 시 substrate과 target의 거리는 중요한 인자 (factor)가 된다.

▶ Sputtering의 장점
- 막 두께의 균일성
- 내화재료/절연막의 증착
- 큰 면적의 타겟 이용 가능
- 박막의 밀착력 우수
- 다른 재료들의 사용에도 안정되고 균일한 성막속도

참고 자료

http://www.semipark.co.kr/semidoc/basic/plasma.asp tm=1tms=4
http://pal.snu.ac.kr/boardsqna/entry/documentsrl/19532/sortindex/readedcount