[고체물리실험] 스퍼터링(Sputtering)에 의한 박막 증착 실험

소개글

[고체물리실험] 스퍼터링(Sputtering)에 의한 박막 증착 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험이론요약

2. 실험 결과 및 데이터분석

3. 결과 토의

4. 연구과제

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

산하는 방법을 사용한다. 양이온의 수가 많을수록 이온전류가 증가한다. 보통 torr에서 torr 정도에서 사용을 하고 있다.
※ Magnetron Sputtering에 대해 알아보자.
글로방전 스퍼터링 쳄버의 Ar 압력은 방전을 유지하기 위해서 ~torr로 높고, 평균 자유거리가 짧으므로 기판과 과녁 사이의 거리가 가까워야 한다. 글로방전 스퍼터링은 스퍼터링된 원자와 기체의 충돌이 많아 증착률이 낮고, 방전 전압이 수 kV로 높아야 하며, 때로는 방전이 불안정하다. 또한 전자가 양극의 박막과 충돌하여 온도를 상승시키며, 높은 압력에서 증착하므로 박막에 불순물이 들어갈 수 있다.
스퍼터링에서 증착률을 높이려면 쳄버의 Ar이온화율이 높아야 한다. 운동하는 전자에 자기장을 수직으로 걸어줄 경우 전자가 자기장 주위에서 원운동하는 특성을 이용하면 전자의 운동거리를 길게 할 수 있다. 마그네트론 스퍼터링에서는 위의 그림과 같이 자기장을 원형 음극의 중심과 가장자리 사이에 걸어주며, 자기장이 가능한 음극면에 평행하도록 영구자석의 극과 크기를 음극 밑에 배치한다.
5. 결론
이번 실험은 박막 성장 방법 중의 하나인 ‘때려내기(Sputtering)에 의한 박막 증착’방법의 원리를 이해하고, 실제로 실리콘 기판에 Cu 박막을 증착해보는 실험이었다.
진공증착법에는 크게 물리적증착, 화학적증착이 있고, 이 중 스퍼터링은 물리적 증착에 속한다. 그리고 스퍼터링은 또다시 가해주는 전압이 직류인지 교류인지에 따라 또다시 직류 스퍼터링과 교류 스퍼터링으로 나뉘며, 이 중 우리는 직류 스퍼터링만 실험해보았다.
실험 내용을 요약하자면, 여러 스위치를 조절하여 우선 저진공을 만든 후, Diffusion Pump를 통해 고진공 상태로 만든 다음 가스를 흘려준 후 전압을 걸어 플라즈마 상태로 만들고, 아르곤 가스를 이용해 실리콘 기판 위에 구리를 증착해보는 실험을 하였으며, roughness 등 증착이 얼마나 잘 이루어졌는지는 알 수 없었으나, 육안으로 실리콘 기판 위에 구리가 증착이 되어 색이 변해있음을 발견할 수 있었다.
6. 참고문헌
- 네이버 백과사전 : 실험이론요약 부분
- 박막광학 (황보창권 저, 2008, 테크 미디어) : 결과토의, Megnetron Sputtering
- 개날라리 연구원 : 연구과제 자료조사
(http://marriott.tistory.com)
- 고체물리학 입문 (김일원, 진병문 공역, 2003, 두양사)

키워드

스퍼터링,   sputtering,   target,   박막,   증착,   진공증착