ZnO thin films on glass substrate were deposited by RF magnetron reactive sputter with various argodoxygen gas ratios and substrate temperatures. Crystallinities, surface morphologies, chemical compositions, and electrical properties of the films were investigated by XRD, SEM, XPS and electrometer(keith1ey 617). All films showed a strong prefered orientation along the c-axis on glass substrate, and the chemical stoichiometry was obtained at Ar/$O_2$=50/50. The propagation velocity of ZnO SAW filter was about 2, 590 dsec and insertion loss was a minimum value of about -21dB.
고주파 마그네트론 스퍼터링에 의해 Co /Pd 인공초격자를 형성하였다. 형성시킨 Co /Pd 인공초격자의 조성변조를 소각 X-선회절 분석으로 확인하였으며, XRD 분석 결과 두 원소의 격자상수 차이로 인해 Co 격자 팽창이 일어남을 알 수 있었다. Co 층 두께가 8${\AA}$ 이하가 되면 Co /Pd 인공초격자는 수직자기이방성을 띠었으며, 특히 Co가 단원자층인 경우에는 보자력이 2350 Oe이었고, 자기이력곡선의 각형도 우수하였다. Co /Pd 인공초격자가 수직자기이방성을 가지는 원인은 Pd에 의해 Co 격자가 팽창되는 현상과 관계가 있으며, Pd 두께가 증가할수록 수직자기이방성이 커지는 것을 확인하였다. Co /Pd 인공초격자의 수직자기이방성 에너지와 Co 두께의 관계로부터 계면이방성 에너지와 부피이방성 에너지를 계산하였으며 이는 각각 0.29 ergs/$cm^2$와 -$6.9{\times}10^6$ ergs/$cm^3$이었다.
고주파 마그네트론 동시 스퍼터링법을 이용하여 $TiO_2$ 박막에 탄소를 도핑한 C/$TiO_2$ 박막을 제작하고, 박막의 두께와 탄소 도핑량에 따른 물리적, 광학적 특성을 조사하였다. 스테인레스강을 기판으로 사용하였으며, $TiO_2$ 박막과 기판의 열팽창계수 차이에 의한 크랙을 방지하기 위하여 Ti 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 기판위에 증착시킨 후 실험을 진행하였다. EMP(Essential Macleod Program) 시뮬레이션을 이용하여 막의 층상구조, 두께, 물질변화를 통한 다양한 색상의 칼라를 구현하고 투과율, 반사율 등을 포함한 다양한 광학 특성을 사전 예측하였다. 제작된 박막은 투께 및 밀도에 따라 다양한 색상을 구현하였으며, 박막내의 흡수와 산란효과에 의해 굴절률이 감소하였다. 또한 순수 $TiO_2$ 박막보다 접합력 및 경도가 증가함을 알 수 있었다.
In the present paper, the Cu films 4.mu.m thick were deposited by RF magnetron sputtering method on Si wafer. The Cu films deposited at a condition of 100W, 10mtorr exhibited a low electrical resistivity of 2.3.mu..ohm..cm and densed microstructure, poor adhesion. The Cu films grown by 200W, 20mtorr showed a good adhesion property and higher electrical resistivity of 7.mu..ohm..cm because of porous columnar microstructure. Therefore, The Cu films were deposited by double layer deposition method using RF magnetron sputtering on Si wafer. The dependence of the electrical resistivity, adhesion, and reflectance in the CU films [C $U_{4-d}$(low resistivity) / C $U_{d}$(high adhesion) / Si-wafer] on the thickness of d has been investigated. The films formed with this deposition methods had the low electrical resistivity of about 2.6.mu..ohm..cm and high adhesion of about 700g/cm.m.m.
ppt/Ti/SiO2/Si 기판상에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방식으로 ppZT 박막[두 께:3000$\AA$]을 증착하고 RTA 방식으로 후속 열처리[열처리온도:550~$650^{\circ}C$]를 실시하여 직 경 0.2mm 소자의 FECApps(ferroelectric cappacitors)를 제작하였다. 증착된 ppZT 박막을 강 유전성 pperovskite 결정상으로 만들기 위해 ppZT 박막의 열처리조건을 연구하였으며, 열처리 방식에 따른 ppZT 박막의 결정특성(상형상, 형상관찰, 성분분석 등)과 커패시터 소자의 전기 적 특성($\varepsilon$r,tan$\delta$,pp-E hysteresis curves, 누설전류 등)을 비교, 분석하였다.
TiO$_2$ 박막은 높은 유전율과 우수한 화학적 안전성, 가시광선 영역에서 우수한 투과성 및 높은 굴절률을 가지고 있어 광범위한 분야에 중요한 물질로써 사용되어져 왔다. 일반적으로 TiO$_2$는 rutile, anatase, brookite의 세 가지 결정형태를 가진다. 이런 TiO$_2$ 박막을 제작하기 위해 sputtering, e-beam evaporation, sol-gel method, chemical vapor deposition(CVD) 등과 같은 물리적, 화학적인 방법이 이용되고 있다. 이러한 제조방법들 중에서 스퍼터링 방법은 박막을 형성하는 이온들의 이온에너지를 높여주어 덩어리에 가까운 성질을 가지기 때문에 조밀한 박막을 제작하는데 이용되며, 박막의 대면적 코팅과 표면 경도가 우수한 박막을 제작할 수 있는 장점을 가지고 있다. (중략)
고주파 마그네트론 스퍼터링법으로 제조된 순철박막에 대해 증착속도, 미세구조 및 자기특성에 미치는 스퍼터링조건의 영향을 조사하였다. 증착속도는 기판에 자장을 가할 경우 현저히 증가햐였으며, 이는 자장에 의한 Ar 이온의 증가효과로 고찰되었다. 투입전력이 커질수록 결정립 크기와 격자상수가 증 가하였으며 (110)면이 강하게 발달하였다. Ar 압력의 증가에 따라 격자상수는 작아졌으나 결정립 크기는 거의 변화하지 않았다. 기판자장을 가하면서 60W에서 제조한 순철박막의 자화곤란방향이 가장 낮은 약 30e의 보자력을 나타내었다. 보자력은 5mTorr 이상의 Ar 압력에서 급증하는 경향을 보였으며, 이는 표면 이 거칠어진 효과 및 제2상의 효과로 고찰되었다. 두께에 따른 보자력의 변화는 50-200nm 두께의 범위에 서 Neel의 관계를 잘 만족하였다.
최근 전자산업의 발달에 따른 전자제품의 소형화 및 고기능화 요구에 대응하기 위하여 저항(resistor), 커패시터(capacitor), IC (integrated circuit) 등의 수동소자를 개별 칩(discrete chip) 형태로 형성하여 기판의 표면에 실장하는 기술이 일반화되고 있다. 그러나, 수동 소자의 내장 기술은 기판의 패턴 밀도의 급격한 향상과 더불어 수동소자의 내장 공간도 협소해지는 문제점이 있다. 상기의 문제점을 해결하기 위해 개별 칩 형태의 내장형 저항체를 박막 형태의 내장 저항체를 구현하는 기술의 개발이 최근 주목을 받고 있다. 박막 저항체는 기존의 권선저항 및 후막저항과 비교하여 정밀한 온도저항계수를 가지며 이동통신에 적용시 고주파 영역(GHz)에서의 안정성과 주파수 특성이 좋다는 장점들을 가지고 있다. 박막 저항 물질로는 높은 경도와 우수한 열적 안정성을 가지고 있는 TaN (tantalum nitride)이 주로 사용되고 있다. 일반적으로, TaN 박막은 스퍼터링을 사용하며 제조되며 TaN 박막의 성질은 탄탈륨과 질소의 화학정량비, 박막의 결함 정도, 또는 공정압력 및 증착 온도, 플라즈마 파워 등과 같은 공정조건 등의 변화에 민감하게 변화하므로, TaN 박막의 다양한 연구가 더 필요한 실정이다. 본 연구에서는 반응성 마크네트론 스퍼터링을 사용하여 TaN 박막을 Si 기판 위에 증착하였고 TaN 박막의 원하는 특성을 제어할 수 있도록 질소 분압과 total gas volume을 조절하여 공정을 최적화하는 연구를 진행하였다. 또한 tensile pull-off 방법을 이용하여 TaN 박막의 부착강도를 평가하였고, 온도 사이클 및 고온고습 환경에 노출된 TaN 박막들의 열화 특성들에 대하여 연구하였다.
RU02 박막은 전이금속으로서 rutile 구조이며, 넓은 온도 영역에서 금속성의 를 나타내고, 700도 이상의 높은 온도에서 열적 안정성을 갖는 물질이다 이러한 특성 때문 에 RU02 박막은 실리콘 디바이스에서 배선 게이트 전극 확산 장벽 등에 응용가능성이 높 은 물질로 각광을 받고 있다- 특히 다결정 RU02 박막은 DRAM (dynamic random access m memory) 내의 강유전성 축전기의 전극으로서 유망한 물질이다. 지금까지 이러한 응용분야에 사용된 전극물질은 pt 금속이었다 그러나 이러한 금속전극은 SI 산소 그리고 강유전체의 구성물질 등과의 상호확산, pt 표면의 hillock의 존재로 생기는 전기적 단락, 기판과의 나쁜 점작성, 어려운 에칭 프로세스 등의 단점을 가지고 있다 더욱 더 심각한 문제는 P Pt'ferroelectric/Pt 구조에서 나타나는 aging과 fatigue인데, 이는 108 사이쿨 이후에 스위칭 가 능한 잔류 pOlarization 으$\mid$ 감소를 유발하게 된다- 최근 Berstein은 Pt 대신에 RU02를 사용함으로써 강유전체 축전기에서의 fatigue 현상을 크게 감소시켰다고 보고 한 바 있다 Burst川도 RU02 가 실리콘 표면과 유전체 물질 사이에 전기전도 어떠한 상호 확산도 일어나지 않음을 보였다. 그러나 이러한 연구 결과에도 증착조건과 RU02 박악의 특성에 관한 상호 관계가 충분히 더욱 더 중은 강유전성 박막올 만들기 위해서는 이러한 박막 전극에 않고 있다 연구되지 대한 상세한 연구가 반드시 필요하다고 본다. RU02 박막은 실리콘 기판 위에 고주파 마그네트론 스퍼터링 방법으로 증착하였다. 사용 한 타켓은 2 인치의 직경을 가지는 CERAC 사에서 제작한 Ruol다 초기 진공은 1O~6 Torr 이하였고, 고주파 전력은 20 - 80W 까지 변화시켰다 반응성 스퍼터링율 하기 위해 아르곤과 산소롤 주입하였고, 산소/(산소+아르곤)의 비를 변화시켰다 기판의 온도와 증착압력은 각각 상온에 서 500도까지 , 5mTorr에 서 100mTorr 까지 변 화시 켰 다 RU02 박막의 결정성을 조사하기 위해 XRD 표면 형상과 단면을 조사하기 위해 SEM을 사용하였다‘ 박악의 비저항을 조사하기 위해 4-단자법 van der Pauw 방법을 사용하였다. RU02 박막은 증착압력이 높을수록 비저항은 높아지고, 두께는 감소하였다. 특히 1 100mTorr에서는 작업가스와 스퍼터된 입자사이의 심각한 산란 때문에 아예 증착이 이루어 지지 않았다‘ RF 전력이 증가할수록 비저항이 낮아졌다. 이는 두께에 의존하는 결과이며 전형적인 금속박막에서 나타나는 현상과 유사함을 알 수 있었다- 기판온도와 작업가스의 산소 분압이 높을수록 비저항이 감소하였다‘ 이러한 사실은 성장한 박악의 결정구조와 밀접한 관련이 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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