• 제목/요약/키워드: pulsed DC magnetron sputtering

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직류와 양극성 펄스직류에 의한 스퍼터링시 타겟 표면의 온도 분포와 그 영향 (Effect by Temperature Distribution of Target Surface during Sputtering by Bipolar Pulsed Dc and Continuous Dc)

  • 양원균;주정훈;김영우;이봉주
    • 한국진공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.45-51
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    • 2010
  • 마그네트론 타겟에서 일어나는 다양한 물리적 현상에 의한 결과로 인해 발생하는 타겟 표면의 온도를 측정함으로써 그 분포가 플라즈마, 혹은 증착되는 박막에 영향을 줄 수 있는 가능성을 분석하였다. 마그네트론 스퍼터링의 타겟은 크게 원형 타겟과 사각 타겟으로 구분되는데, 사각 타겟에서는 자기장에 의한 corner effect 등에 의해 전자 집중 방전 영역이 발생하고 그것에 의해 타겟 표면에서 불균일한 온도분포가 생성됨을 확인했다. 국부적으로 온도가 높게 올라가는 지역은 비스퍼터링 지역에 비해 $10{\sim}20^{\circ}C$ 정도 높았으며, 스퍼터링 공정 시 문제점 중에 하나인 particle이 발생하면 그 부분에서 온도가 $20^{\circ}C$ 정도 더 상승함을 알 수 있었다. 이런 영향은 증착되는 박막의 균일도에도 적지 않은 영향을 주었으며 세라믹 타겟의 경우, 균열의 원인이 될 수 있고, 불균일한 타겟 침식으로 타겟의 수명을 단축시키는 문제를 유발하기도 한다.

Pulsed DC 마그네트론 스퍼터링으로 제조한 소다라임 유리의 고투과 및 대전방지 박막특성 연구 (A study on the high transparent and antistatic thin films on sodalime glass by reactive pulsed DC magnetron sputtering)

  • 정종국;임실묵
    • 한국표면공학회지
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    • 제55권6호
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    • pp.353-362
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    • 2022
  • Recently, transmittance of photomasks for ultra-violet (UV) region is getting more important, as the light source wavelength of an exposure process is shortened due to the demand for technologies about high integration and miniaturization of devices. Meanwhile, such problems can occur as damages or the reduction of yield of photomask as electrostatic damage (ESD) occurs in the weak parts due to the accumulation of static electricity and the electric charge on chromium metal layers which are light shielding layers, caused by the repeated contacts and the peeling off between the photomask and the substrate during the exposure process. Accordingly, there have been studies to improve transmittance and antistatic performance through various functional coatings on the photomask surface. In the present study, we manufactured antireflection films of Nb2O5, | SiO2 structure and antistatic films of ITO designed on 100 × 100 × 3 mmt sodalime glass by DC magnetron sputtering system so that photomask can maintain high transmittance at I-line (365 nm). ITO thin film deposited using In/Sn (10 wt.%) on sodalime glass was optimized to be 10 nm-thick, 3.0 × 103 𝛺/☐ sheet resistance, and about 80% transmittance, which was relatively low transmittance because of the absorption properties of ITO thin film. High average transmittance of 91.45% was obtained from a double side antireflection and antistatic thin films structure of Nb2O5 64 nm | SiO2 41 nm | sodalime glass | ITO 10 nm | Nb2O5 64 nm | SiO2 41 nm.

DC 펄스 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 TiO2 박막의 특성변화에 관한 연구 (Deposition Characteristics of TiO2 Thin Films Prepared by DC Pulsed Magnetron Sputtering)

  • 안은솔;허성보;김규식;정우창;박용호;박인욱
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.43-49
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    • 2015
  • This study reports a fabrication of $TiO_2$ on the surface of dental implants by pulsed d.c. magnetron sputtering from a Ti target. A systematic investigation on the microstructure and mechanical properties of $TiO_2$ films was carried out with the variation of $O_2$ contents and substrate temperatures. The effects of deposition parameters on the fabricated structures were investigated by X-ray diffraction (XRD) technique and field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Hydrophilic properties were evaluated by measuring water contact angles on the film surface. With increasing $O_2$ contents up to 40%, surface roughness of $TiO_2$ film increased while relatively smooth surface was obtained with 50% $O_2$ contents. Surface roughness and adhesion strength both increased as substrate temperature increased up to $200^{\circ}C$. From these results, hydrophilic and adhesive properties of the present $TiO_2$ films synthesized with 40% $O_2$ at $200^{\circ}C$ are regarded to be suitable for bio-compatible applications.

듀티 싸이클 및 펄스 주파수가 TiAlN 코팅막의 미세구조와 기계적 특성에 미치는 영향에 관한 연구 (Effects of Duty Cycle and Pulse Frequency on the Microstructure and Mechanical Properties of TiAlN Coatings)

  • 전성용;황주연
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권5호
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    • pp.447-452
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    • 2014
  • This paper presents the effects of pulse plasma parameters such as duty cycle and pulse frequency on the properties of TiAlN coatings deposited by asymmetric bipolar pulsed DC magnetron sputtering systems. The results show that, with decreasing duty cycle and increasing pulse frequency, the coating morphology changes from a columnar structure to a dense structure with finer grains. Pulsed sputtered TiAlN coatings showed higher hardness, higher residual stress, and smaller grain sizes than did DC prepared TiAlN coatings. Moreover, residual stress and nanoindentation hardness of pulsed sputtered TiAlN coatings increased with increasing pulse frequency. Meanwhile, the surface roughness decreased continuously with increasing pulsed DC frequency up to 50 kHz.

펄스 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의한 ZnO:Al 박막 증착시 펄스 주파수의 영향 (Effect of Pulse Frequency on the Properties of ZnO:Al Thin Films Prepared by Pulsed DC Magnetron Sputtering)

  • 고형덕;이충선;태원필;서수정;김용성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.476-480
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    • 2004
  • 펄스 do 마그네트론 스퍼터링법에 의해 유리 기판 위에 AZO(Al-doped ZnO) 박막을 제조하여 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 위해 l.0 at% Al이 도핑 된 ZnO세라믹 타켓을 사용하였다. XRD 분석을 통하여 30KHz의 펄스 주파수가 인가되었을 때 c축 배향성이 가장 우수하게 나타났고, 표면 형상 분석을 통하여 매우 치밀한 박막이 성장되었음을 알 수 있었다. 증착율은 펄스 주파수가 증가함에 따라 선형적으로 감소하였고, 30KHz의 펼스 주파수가 인가되었을 때 비저항은 8.67${\times}$$10^{-4}$ $\Omega$-cm의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, UV-vis. 투과율 측정결과, 평균 85% 이상의 높은 투과도를 나타내었다. 이러한 낮은 비저항 및 높은 광 투과도로 볼 때 AZO 박막은 투명 전도성 산화물 박막으로의 응용 가능성을 나타내었다.

마그네트론 스퍼터링을 이용하여 TiN 박막을 증착한 도전성 섬유

  • 장진혁;문선우;김경훈;김성민;이승민;김정수;한승희
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.168-168
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    • 2013
  • 도전성 섬유(Conductive textile)는 섬유자체의 고유 특성을 유지하면서 전기적인 도전 특성을 갖는 섬유로서, Cu, Ag, Ni 등의 전기전도성이 높은 금속 박막을 증착하여 제작하고 있다. 그러나, 이러한 금속은 공기 중의 산소와 결합하여 쉽게 산화되는 특성을 지니고 있기 때문에 사용 중에 산화되어 도전 특성이 감소하는 단점이 있다. TiN은 금속 못지않은 높은 전기전도성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 금속에 비하여 높은 경도에 따른 우수한 내마모 특성, 내부식성 및 낮은 마찰계수를 지니고 있다. 그러나, TiN은 경도가 높기 때문에 섬유의 고유 특성인 유연성이 저하되는 문제가 있다. 본 연구에서는 면(Cotton), PE (Polyester), PP (Polypropylene) 등의 섬유 위에 TiN 박막을 증착하여, 섬유의 유연성을 유지하며 전기전도성과 내마모 특성이 우수한 도전성 섬유를 제작하고자 하였다. TiN 박막 증착을 위하여 ICP-assisted pulsed-DC reactive magnetron sputtering 장비를 사용하였으며, Ar:N2 유량비(Flow rate), Ti 타겟 power, ICP RF power 등을 변화시켜 Ti와 N의 조성비를 조절하였고, 이를 통하여 섬유의 휨이나 접힘에도 도전 특성이 변하지 않고 내마모 특성이 우수한 TiN 박막을 증착하였다. TiN 박막이 증착된 섬유의 전기전도도는 일정한 압력 하에 전기전도도를 측정할 수 있는 장치를 제작하여 측정하였으며, 표면 조성 분포 및 접합력 측정을 위하여 XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)와 Peel-tester를 이용하였다.

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마그네트론 음극의 자석 배열에 따른 방전의 형상 변화 연구 (A Study of Discharge Shape Changes by Magnet Arrangements in a Magnetron Cathode)

  • 지정은;주정훈
    • 한국표면공학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.94-101
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    • 2008
  • A new convenient magnet array module is designed to investigate effects of magnetic field array on magnetron discharge characteristics. Magnetic field analysis showed good agreement of measured discharge region by a CCD device which has a high quantum efficiency over visible wavelength range. OES (optical emission spectroscopy) showed major emission peaks are from electronic transitions in 400 nm range and 800 nm range. Effects of driving voltage characteristics were analyzed in a point of electron drift trajectories and ionizing collision frequencies. Pulsed dc with a fast rising and falling time was analyzed to have potential to increase ionization collisions by putting a burst of hot electrons and to raise sheath potential. From measured voltage and current waveform, maximum of -1000 V peak was generated with $-400\;V_{rms}$ conditions. Possibility of a properly designed magnetron cathode was shown to be used as a melting device. Cu was successfully melted with power density of a several tens of $W/cm^2$.