진공증착법을 이용한 박막제작

목차

1실험목적

2실험기구

3실험이론

4실험방법

5실험결과

6검토및 토의

본문내용

반적으로 두께가 1㎛(1-1000mm)이하인 막. 얇은 종이나 셀로판지의 두께가 수십㎛이므로 아주 얇은 막을 말한다. 옛날부터 잘 알려진 박막의 좋은 예는 금박으로, 두께 0.1㎛이하인 것도 있다. 수면 위의 기름막이나 도금층은 단독적으로 분리된 막은 아니지만 이것들도 박막에 속한다.
◈열증발 증착법
도선에 흐르는 전기의 순수 저항을 이용하여 가열하는 방법으로 텅스텐, 티타늄 등을 이용하거나 접점저항을 이용하여 가열함.
①증발 과정시 증발체는 보통 높은 진공 상태에서 열 이 가해짐(P<10Torr)
②압력이 낮기 때문에 대부분 가시거리 내에서 증착이 이루어짐
③증착 속도는 타겟의 형상과 증기 방출 흐름 속도에 의해 결정됨
4.실험 방법
◈세척 과정
1. 기판 세척( 증류수 -> 알코올 -> 아세톤 -> 증류수)
2 질소가스로 기판 먼지 제거
◈준비 과정
1 밴팅 밸브 열어 공기를 넣어 준다.
2 밴팅 밸브 잠그고 챔버 뚜껑을 연다.
3 기판을 얹고 Al을 보트위에 얹는다.
4 챔버 뚜껑 닫는다.
5 냉각수 틀어준다.
◈저진공 과정
1 mian 스위치 켠다. 단수 경보기 켠다.
2 Rotary 스위치와 주스위치 켜고 roughing 밸브를 연다.
3 약 20~30분후 Geissler Gauge 가 보라색에서 무색으로 변함을 확인하고 Foreline 밸브를 연다.
◈고진공 과정
1 Diffusion 스위치 켠다. 히터를 5~10분정도 가열
2 히터가 가열된 후 High vacuum 밸브를 천천히 연다.
3 이온화게이지를 켜서 Degas를 5분정도 켜둔다. Filament를 켜서 진공도를 측정
4 1~2시간 정도 진공시켜 10Torr 정도 만든다.
◈증착 과정
1 증착전류와 volt 스위치 켜고 증착전류는 100~110A 정도 까지 천천히 올린다.
2 Al이 다 녹고 5분 정도 증착시킨다.
3 증착이 완료되면 증착 전류를 0으로 다시 낮춘다.
4 스위치와 게이지 off 한다.
◈작동 중지 과정
1 High vacuum 밸브 잠그고 Diffusion 스위치를 끄다.
2 히터가 식을 때까지 10정도 기다린다.
3 Foreline 밸브 잠그고 Rotary 플러그와 스위치 끈다.
4 밴팅밸브 열어준다.
5 밴팅밸브 잠그고 챔버 뚜껑 연다.
6 기판 꺼내고 챔버 뚜껑을 닫는다.
7 Rotary 스위치와 플러그 켜고 foreline 밸브 연다.
8 챔버안에 공기 빼고 foreline 밸브 잠근다.
9 Rotary 플러그와 스위치 끄고 Main 스위치 끈다.
10 냉각수 잠근다.
5.실험 결과
Rotary pump 가동시간 : 15분
Diffusion pump 가동시간 :1시간 20분
기판 높이 :16cm
증착전류 : 70~75A
증착시간 13분
슬라이드 글라스에 알루미늄 코팅을 잘 입혀졌다.
6.논의 및 검토
진공의 개념과 진공 상태에서의 실험
장점 : 간단한 장치구성으로 다양한 물질을 도금가능하고 기초실험에 적합함
단점 : 박막과 기판면의 접착이 약하고 박막 제작시 불순물이 흡입되는 경우가 있으며
조작미수로 인해 코팅이 타버리는 경우가 많다.

키워드

진공,   진공증착법,   박막제작,   고진공,   저진공,   로터리펌프,   회전펌프