초록
목적: Magnetron의 세기를 비대칭으로 한 unbalanced magnetron sputtering 장치를 설계 제작하고, 이 장치를 사용하여 sus304시편 위에 TiN을 코팅할 때 산소영향을 연구하고자 한다. 방법: 코팅막의 두께를 알기 위해 실리콘 웨이퍼 위의 코팅막을 SEM으로 단면을 관찰하였고, TiN 코팅박막표면의 성분을 분석하기 위하여 XPS를 사용하였으며, 표면안쪽의 성분을 관찰하기 위해 depth profile을 하였다. 결과: XPS depth profile 데이터로부터 티타늄과 질소 뿐만 아니라 산소가 일정한 양으로 존재하며, 산소의 양은 약 65 at.%의 큰 양이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 두께에 따른 색상변화는 세 개의 피크가 모여서 형성이 된 Ti $ 2p_{3/2}$ 피크의 모양이 두께에 따라 약간 다르다는 것을 알 수 있었다. 결론: 코팅 중에 산소가 섞여 순수한 TiN보다는 $ TiO_2$, TiN, $ TiO_{x}N_{y}$ 세가지 조합에 의해 색이 결정되는 것을 알 수 있었다.
Purpose: TiN films were deposited on sus304 by unbalanced magnetron sputtering system which was designed and developed as unbalancing the strength of the magnets in the magnetron electrode. The effect of oxygen incorporation in the fabrication of deposited films was investigated. Methods: The cross sections of deposited films on Silicon wafer were observed by SEM to measure the thickness of the films, the components of the surface of the films were identified by XPS survey spectra, the compositional depth-profile of deposited films was examined by an XPS apparatus. Results: From the data of XPS depth profile of films, it could be seen that the element O as well as the elements Ti and N present in the surface of the film and the relative percentage of the element O was constant at 65 at.% with respect to the depth of film. Conclusions: The color change with thickness of the films had something to do with the change of Ti $ 2p_{3/2}$ peak intensity and shape mixed of $ TiO_2$, TiN, $ TiO_{x}N_{y}$ compound.
