Copper Sputtering

소개글

D.C. magnetron sputter를 이용하여 P-type 100 si-wafer(500㎛)에 Power를 변수로 Cu target을 증착시켜 그 증착두께의 변화를 측정하고, 증착두께에 따른 저항측정을 하였다. 그리고 이 중 300W로 증착한 시편을 일반로와 진공로에서 Annealing을 하여 재결정화에 따른 저항 변화를 알아보고자 하였다. 실험 결과, 증착두께는 Aluminium sputter system에서와 마찬가지로 Power에 비례하는 결과가 나왔다. 또한 박막 두께가 두꺼워질수록 Grain이 증가함에 따른 비저항의 감소를 알 수 있었다. 그러나 Annealing 과정에서 Cu 박막의 표면 박리가 일어나 면저항을 측정할 수 없었는데, 그 이유에 대해 조사하였다.

목차

개요
서론
이론적 배경
실험
결론
고찰
참고자료

본문내용

Abstracts

D.C. magnetron sputter를 이용하여, P-type 100 si-wafer에 Aluminium을 power를 변수로 증착시켜 그 증착두께의 변화를 측정하고, 증착두께에 따른 저항측정을 하였다. 이중 300W로 증착한 시편을 일반로와 진공로에서 annealing을 하여 재결정화에 따른 저항측정을 하였다. 실험 결과, sputter system에서 power의 세기는 플라즈마 형태로 된 Ar 양이온이 갖게 되는 힘을 크게 하여 증착두께를 두껍게 하는 비례적인 결과를 보였다. 증착 두께에 따른 저항은 Ohm의 법칙에 따름을 알 수 있었고, 금속의 전도도에 관한 Drude 이론을 실험적으로 알 수 있었다.

1. Introduction

Sputtering은 진공 증착법에 비해 고융점 금속이나 조성이 복잡한 합금의 박막 형성이 쉽고 Step Coverage가 좋은 특징이 있다. 이 때문에 진공 증착법을 대신함과 동시에 전극, 투명전극, 강유전체, 초전도체등 전자분야뿐만 아니라 발광, 형광, 광학막등 광학분야, 절연, 보호 등 물리분야 등에 응용되고 있다. 더욱이 장치 기술도 다용도의 전개를 보여 다원화와 이온 어시스트 등의 기능이나 target 재료에도 연구가 이루어지고 있다. 이러한 실용적인 전개 외에도 고온 초전도체 등의 새로운 재료에 대한 연구 기술로서도 기대되고 있다.
sputtering의 기본적인 원리를 이해하고, 전자분야에서 중요한 성질인 저항과 관련하여 실험을 진행하였다.

2. Theoretical Background

가. Sputtering
1) Sputtering 의 원리
Plasma를 Target과 기판 사이에 생성하여, 고 에너지를 가진 이온을 target에 입사시키고 그 충돌로 인해 Target 표면의 원자나 분자가 이온과 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나와 기판에 증착시키는 기술이다.

참고 자료

(1) Richard C. Jaeger, 2005, “반도체공정개론”, 교보문고, the 2nd edition
(2) James F. Sheckelford, 2001, "Introduction to Materials Science for Engineers", Pearson, the 5th edition
(3) Lawrence H. Van Black, 1991, "Elements of Materials Science and Engineering", 대영사, the 6th edition
(4) James D. Livingston, 2002, "Electronic
Properties of Engineering materials", 교보문고, the 1st edition
(5) 이교성, 1992, “금속재료학 (기계․금형)”, 동화기술, the 1st edition
(6) 일반화학
(7) 현대물리학
(8) http://www.encyber.com/