• 제목/요약/키워드: Reactive DC sputtering

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Optimal Sputtering Parameters of Transparent Conducting ITO Films Deposited on PET SUbstates

  • Kim, Hyun-Hoo;Shin, Sung-ho
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제1권2호
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    • pp.23-27
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    • 2000
  • Indium in oxide(ITO) films have been deposited on PET and glass substrates by DC reactive magnetron sputtering without post-deposition thermal treatment, The high quality for microstructure, electrical and optical properties of the as-deposited ITO films on unheated substrates is dominated by the sputtering parameters, The influence of the working gas pressure, DC power and oxygen partial pressure has been systematically investigated, The lowest DC power, and oxygen partial pressure has been systematically investigated, The lowest resistivity of ITO films deposited on PET substrates was 6$\times$10$^{-4}$ $\Omega$cm. It has been obtained at a working pressure of 3 mTorr and DC power of 30 W. The sheet resistance and optical transmittance of these film were 22 $\Omega$/square and 84% respectively. The best values of figures of merit for the electrical and optical characteristics such as T/ $R_{sh}$ and $T^{10}$ / $R_{sh}$ are approximately 38.1 and 7.95($\times$10$^{-3}$ $\Omega$$^{-1}$ ), respectively.

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반응성 스퍼터링으로 제작된 SixOy-SixNy 적층구조의 반사방지 코팅 응용 (Anti-Reflection Coating Application of SixOy-SixNy Stacked-Layer Fabricated by Reactive Sputtering)

  • 김창조;이붕주;신백균
    • 한국진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.341-346
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    • 2010
  • 본 논문에서는 반응성 스퍼터링(Reactive Sputtering) 공정으로 $Si_xO_y$ 박막과 $Si_xN_y$ 박막을 4층 구조로 적층하고 400~700 [nm]의 가시광 영역에서 빛의 반사를 줄이기 위한 반사방지 코팅(Anti-Reflection Coating)으로의 응용 가능성을 조사하였다. 스퍼터링 타겟으로 6 [inch] 직경의 Si 단결정을 사용하였고, 반응성 스퍼터링 가스는 $Si_xO_y$ 박막 증착에서 Ar과 $O_2$를, $Si_xN_y$ 박막 증착에서는 Ar과 $N_2$를 사용하였으며, 스퍼터링 파워로는 DC pulse를 사용하였다. 1,900 [W] DC pulse power에서 Ar:$O_2$=70:13 [sccm]의 반응성 스퍼터링으로 2.3 [nm/sec]의 증착률과 1.50의 굴절률을 보이는 $Si_xO_y$ 박막을 제작하였고, Ar:$N_2$=70:15 [sccm]의 반응성 스퍼터링으로 1.8 [nm/sec]의 증착률과 1.94의 굴절률을 보이는 $Si_xN_y$ 박막을 제작하였다. 이 두 종류의 박막을 이용해서 시뮬레이션을 통해 4층 구조의 반사방지 코팅 구조를 설계한 후, 설계결과에 따라 각 박막의 두께를 순차적으로 변화시켜 증착하였다. 4층 구조 $Si_xO_y-Si_xN_y$의 반사도 측정 결과 550 [nm] 대역에서 1.7 [%]의 반사와 400 [nm]와 650 [nm] 영역에서 1 [%]의 반사를 보였으며, 가시광 영역에서 성공적인 "W" 형태의 반사방지 코팅 특성을 보였다.

비대칭 바이폴라 펄스 스퍼터법으로 증착된 VN 코팅막의 미세구조, 결정구조 및 기계적 특성에 관한 연구 (Microstructure, Crystal Structure and Mechanical Properties of VN Coatings Using Asymmetric Bipolar Pulsed dc Sputtering)

  • 전성용;정평근
    • 한국표면공학회지
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    • 제49권5호
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    • pp.461-466
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    • 2016
  • Nanocrystalline vanadium nitride (VN) coatings were deposited using asymmetric bipolar pulsed dc sputtering to further understand the influence of the pulsed plasmas on the crystal structure, microstructure and mechanical properties. Properties of VN coatings were investigated with FE-SEM, XRD and nanoindentation. The results show that, with the increasing pulse frequency and decreasing duty cycle, the coating morphology changed from a porous columnar to a dense structure, with finer grains. Asymmetric bipolar pulsed dc sputtered VN coatings showed higher hardness, elastic modulus and residual compressive stress than dc sputtered VN coatings. The results suggest that asymmetric bipolar pulsed dc sputtering technique is very beneficial for the reactive sputtering deposition of VN coatings.

폴리카보네이트에서의 표면개질 조건과 DC-Bias Sputtering 증착에 따른 Cu 밀착성 (Adhesion of Cu on Polycarbonate with the Condition of Surface Modification and DC-Bias Sputtering Deposition)

  • 배길상;엄준선;이인선;김상호;고영배;김동원
    • 한국표면공학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.5-12
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    • 2004
  • The enhancement of adhesion for Cu film on polycarbonate (PC) surface with the $Ar/O_2$ gas plasma treatment and dc-bias sputtering was studied. The plasma treatment with this reactive mixture changes the chemical property of PC surface into hydrophllic one, which is shown by the variation of contact angle with surface modification. The micro surface roughness that also gives the high adhesive environment is increased by the $Ar/O_2$ gas plasma treatment. These results were observed distinctly from the atomic force microscopy (AFM). The negative substrate dc-bias effect for the Cu adhesion on PC was also investifated. Accelerated $Ar^{+}$ lons in sheath area of anode bombard the bare surface of PC during initial stage of dc bias sputtering. PC substrate. therefore, has severe roughen and hydrophilic surface due to the physical etching process with more activated functional group. As dc-bias sputtering process proceeds, morphology of Cu film shows better step coverage and dense layer. The results of peel test show the evidence of superiority of bias sputtering for the adhesion between metal Cu and PC.C.

비대칭 펄스 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 나노결정질 TiN 박막의 성장거동 (Growing Behavior of Nanocrystalline TiN Films by Asymmetric Pulsed DC Reactive Magnetron Sputtering)

  • 한만근;전성용
    • 한국세라믹학회지
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    • 제48권5호
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    • pp.342-347
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    • 2011
  • Nanocrystalline TiN films were deposited on Si(100) substrate using asymmetric pulsed DC reactive magnetron sputtering. We investigated the growing behavior and the structural properties of TiN films with change of duty cycle and pulsed frequency. Grain size of TiN films were decreased from 87.2 nm to 9.8 nm with decrease of duty cycle. The $2{\theta}$ values for (111) and (200) crystallographic planes of the TiN films were also decreased with decrease of duty cycle. This shift in $2{\theta}$ could be attributed to compressive stress in the TiN coatings. Thus, the change of plasma parameter has a strong influence not only on the microstructure but also on the residual stresses of TiN films.

Crystal Structure, Microstructure and Mechanical Properties of NbN Coatings Deposited by Asymmetric Bipolar Pulsed DC Sputtering

  • Chun, Sung-Yong;Im, Hyun-Ho
    • 한국세라믹학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.33-37
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    • 2017
  • Single phase niobium nitride (NbN) coatings were deposited using asymmetric bipolar pulsed dc sputtering by varying pulse frequency and duty cycle of pulsed plasmas. Crystal structure, microstructure, morphology and mechanical properties were examined using XRD, FE-SEM, AFM and nanoindentation. Upon increasing pulse frequencies and decreasing duty cycles, the coating morphology was changed from a pyramidal-shaped columnar structure to a round-shaped dense structure with finer grains. Asymmetric bipolar pulsed dc sputtered NbN coatings deposited at pulse frequency of 25 kHz is characterized by higher hardness up to 17.4 GPa, elastic modulus up to 193.9 GPa, residual compressive stress and a smaller grain size down to 27.5 nm compared with dc sputtered NbN coatings at pulse frequency of 0 kHz. The results suggest that the asymmetric bipolar pulsed dc sputtering technique is very beneficial to reactive deposition of transition-metal nitrides such as NbN coatings.

DC Reactive Magnetron Co-Sputtering 방법을 이용한 Cu-TiN Composite 박막 증착

  • 장진혁;김경훈;김성민;한승희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.195.1-195.1
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    • 2013
  • Cu는 금속 박막재료로서 높은 전기전도성을 지니고 있을 뿐만 아니라 Ag, Al, Pt 등 보다 비용이 저렴하여, 높은 전기전도성을 필요로 하는 박막 재료로써 폭넓게 사용되고 있다. 그러나, 낮은 기계적 특성을 지니고 있어서 interconnect와 같은 작은 단면적의 배선재료로 사용될 경우, 높은 전류밀도에 따른 electromigration 현상에 의하여 hillock 또는 void의 형성 등 박막재료의 변형이 생기게 되어서 전자소자의 수명이 단축된다는 단점이 있다. TiN은 금속재료 못지않은 높은 전기 전도성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 금속재료에 비하여 높은 기계적 특성과 녹는점을 지니고 있어 다양한 분야로 사용되고 있다. 본 연구에서는 Cu와 TiN composite 박막을 soda-lime glass위에 증착하여 낮은 비저항 뿐만 아니라 Cu와 비교하여 기계적 특성이 향상된 박막을 제작하고자 하였다. Cu와 TiN composite 박막 증착을 위하여 DC reactive magnetron co-sputtering 장비를 사용하였으며, Cu와 Ti 타겟 power, Ar:N2 유량비(Flow rate)을 변화시켜 Cu와 Ti의 조성비 및 TiN의 결정성을 조절하였고, 이를 통하여 박막의 TiN 조성에 따른 낮은 비저항 값과 순수한 Cu 박막과 비교하여 높은 기계적 특성을 지닌 Cu-TiN 박막을 증착하였다. Cu-TiN composite 박막의 구조 및 조성은 SEM (Scanning Electron Microscope), EDS (Energy Dispersive Spectrometer), XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)장비를 사용하여 분석하였으며, 전기전도도는 4-point probe를 사용하여 측정하였고, Knoop hardness 측정방법을 사용하여 박막의 기계적 특성을 측정하였다.

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반응성 DC 마그네트론 스퍼터법에 의한 SnO$_2$ : F 박막의 전기광학적 특성 (Electrical and Optical Properties of SnO$_2$: F Thin Films by Reactive DC Magnetron Sputtering Method)

  • 정영호;김영진;신재혁;송국현;신성호;박정일;박광자
    • 한국표면공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.125-133
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    • 1999
  • Fluorine-doped $SnO_2$ thin films were deposited on soda-lime glass substrates by reactive DC magnetron sputtering method. Crystallinity as well as electrical and optical properties of $SnO_2$ : F thin film were investigated as the variations of deposition conditions such as substrate temperature, DC Power, $O_2$ gas pressure, $SF_6$ gas pressure. $SnO_2$ : F thin film deposited with 5% $SF_6$ gas pressure showed electrical resistivities of $2.5\times10^{-3}$cm with the average optical transparency (about 80%) These electrical and optical properties were found to be related to the crystallinity of $SnO_2$ : F thin films.

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반응성 sputtering법으로 제막된 ZnO : Al 박막의 전기.광학적 특성 (Electrical and optical properties of ZnO:Al thin films prepared by reactive sputtering method)

  • 유병석;유세웅;이정훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.480-492
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    • 1996
  • Al이 2 wt% 포함되어 있는 Zn 금속 target을 사용하여 반응성 직류 magnetron sputtering법으로 AZO(Aluminum doped Zinc Oxide) 투명전도막을 제막하였다. 반응성 가스인 산소의 분압과 유량을 조절하여 투과율과 전도도가 모두 우수한 전이영역을 발견하였고 전이영역을 안정적으로 유지하기 위한 증착조건을 찾아냈다. ZnO:Al막의 XRD분석결과 산화막이나 전이영역에서 증착된 막들은 ZnO결정의 (002)면의 peak가 유일하게 관찰되었다.

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