스퍼터링

소개글

스퍼터링에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.스퍼터링의 목적

2.실험도구

3.이론

4. 실험방법

5. 실험결과

6. 고찰

본문내용

공기를 빼기 시작하면서 디피션 펌프를 가열해준다. 2차로 가열된 디피션 펌프의 벨브를 열어서 남은 공기를 빼준다.)
⑤Ar 가스 주입 후 증착 압력을 조절 : 증착압력ㅡ각조의 변수(1.1x10-1 torr, 2.1x10-2 torr, 3.1x10-3 torr) 로 증착압 력을 정해준다.
⑥플라즈마 띄우기 : 증착을 하기 전에 플라즈마를 30분간 띄워 파티클들을 제거 하여 안정한 상태로 만들어준다.
⑦증착 : 타겟과 기판의 사이를 막고 있던 판을 열어 기판에 각조의 변수(30분, 45분, 60분)에 따라 증착한다.
⑧glass기판세척 : 증류수질소가스로 남은 물기를 제거해준다.
⑨전기저항 및 증착두께를 측정
5. 실험결과
1)고정변수 : 초기진공 1.2x10-5torr, RF파워 60W, Ar주입량은 모두 같은 조건이 므로 따로 생각하지 않는다.
2)실험변수 : 증착시간(두께), 증착압력
증착압력
증착시간
면저항
증착두께
1조
1.1x10-1 torr
30분
2.655 ㏀
2000 Å
2조
2.1x10-2 torr
30분
2.34 ㏀
300 Å
3조
3.1x10-3 torr
30분
∞ Ω
3800 Å
4조
1.1x10-1 torr
45분
372 Ω
2350 Å
5조
1.1x10-1 torr
60분
112 Ω
3370 Å
3)증착시편 사진
ㅡ중간의 직사각형의 빈자리가 시편을 장착하기 전에 증착된 곳과 되지 않은 곳을 알아보기 위해 테이프를 부착한 부분이다. 육안으로도 증착된 곳과 증착되지 않은 곳을 쉽게 알아볼 수 있다.
4) 증착압력에 따른 증착두께의 변화와 면저항의 관계(1,2,3조의 실험측정값 비교)
5) 증착시간에 따른 증착두께의 변화와 면저항의 관계(1,4,5조의 실험측정값 비교)
ㅡ열처리에서 시간을 변수라고 표현하는 것은 올바르지 못하다. 상대적이기 때문 이다.)
6. 고찰
ㅡ이번실험에서는 Sputtering공정방법으로 AZO(Al doped ZnO)를 glass에 증착시켜보았다. 우선 아주 작은 파티클의 영향도 크게 받는 실험이여서 그런지 기판의 세정 단계에서“아세톤초음파 세척기알코올초음파세척기증류수”의 3단계로 세정한 뒤 남은 물기를 질소가스로 제거해주는 등 지난시간 실험의 도금시편을 세정하는 것보다 매우 까다로운 과정을 거쳐서 시편을 준비하였다. 준비된 시편을 장착하기위해 챔버의 안을 들여다 볼 수 있었는데 그 안의 위쪽에는 기판을 세 개까지 장착할 수 있는 공간이 있고 아래쪽에는 타겟이 있었는데 그사이에는 위쪽과 아래쪽을 가로막아 주는 둥근모양의 판이 부착되어 있었다. 그 판의 조작으로 세 가지 타겟중에 원하는 타겟으로 종류를 바꿔준다는 것을 알았다. 이번실험에 사용된 타겟은 AZO(Aluminum Zinc Oxide)라는 물질로 모든 디스플래이에 사용되는 ITO을 대신해 교체하기위해 한창 연구 중인 물질이었다. 챔버의 안쪽에 부착되어있는 AZO타겟은 육안으로 확인 했을 때 회색빛을 띄지만 증착이 다된 시편사진에서 확인할 수 있듯이 증착 후에는 거이 투명에 가까워진 것을 확인할 수 있다. 이는 증착이 어느 정도로 얇게 되는 것인지를 미루어 짐작할 수 있는 부분이었다. 이번 실험에서 가장 어려웠던 점을 꼽으라고 한다면 그것은 너무 복잡하게 느껴진 장비조작일 것이다. 1차로 로타리펌프로 공기를 빼기 시작하면서 디피션 펌프를 가열해준 뒤 2차로 가열된 디피션 펌프의 벨브를 열어서 남은 공기를 빼내 초기진공을 잡아야했던 것이나 컴펙트게이지에서 이온게이지로 넘겨서 게이지를 확인해야했던 것들이 복잡한 기계조작을 말해주는 예일 것이다. 증착을 시키는 처음부터 끝까지 스위치 하나하나를 열때나 닫을 때에도 순서가 정해져있다는 것이 너무 복잡하게 느껴졌다. 또 하나 실험 장비를 만질 땐 장비의 수명을 위해 장갑을 꼭 착용해야한다는 것도 분명하게 알았다. 이번실험의 변수였던 증착시간은 실험의 환경적 여건상 변수로 보기로 한 것이었다. 대부분의 열처리실험에서는 시간은 너무 상대적인 값이어서 변수로 사용 하지 않는 것을 원칙으로 한다. 원칙대로 한다면 증착 두께를 정해놓고 그 두께에 다다르는 시간을 측정하는 것으로 해야한다. 고정변수는 초기진공을 1.2x10-5torr, RF파워를60W, Ar 주입량은 기기상의 오류로 정확한 수치를 알 수는 없지만 모두 같은 조건이므로 무시하기로 했다. 1, 4, 5조는 1.1x10-1 torr이라는 같은 압력아래에서 증착시간을 서로 다르게 하여 서로의 두께변화를 측정하였다. 4조는 45분 동안 실행해서 372 Ω의 면저항과 2350 Å이라는 증착두께를 얻었고 5는 60분 동안 실행한 결과 112 Ω의 면저항과 3370 Å의 증착두께를 얻었다. 이러한 결과를 미루어 볼 때 증착시간이 길수록 증착두께가 두꺼워 진다는 것을 알았다. 1,2,3조는 모두 30분이라는 증착시간을 주고 압력을 서로 다르게 하여 압력변화에 따른 두께변화를 알아보았다. 1조는 증착압력을 1.1x10-1 torr으로 주고 증착한 결과 면저항2.655㏀, 증착두께2000 Å이라는 결과값을 얻었고 2조는 2.1x10-2 torr으로 하고 면저항2.34 ㏀, 증착두께300 Å을, 3조는 3.1x10-3 torr으로 주고 면저항은 ∞ Ω으로 측정할 수 없었고 증착두께3800 Å을 얻었다. 이러한 실험결과를 미루어 볼 수 있듯이 여러 종류의 오류원인이 발생한 듯했다. 증착이 다 끝난 뒤에 chamber를 열었을 때 glass기판은 하나만 무사했고 나머지 두 개는 고정하려고 붙여놓았던 테이프가 떨어져 아슬아슬하게 매달려 있었다. 이 때문에 어떠한 영향을 받았는지는 정확히 알 수는 없지만 3조의 시편이 나머지 시편들과 비슷한 증착 두께를 갖고 있음에도 불구하고 ∞라는 측정되지 않을 만큼 이나 작은 면저항 값을 갖게 되었다. 정말 신기했던 것은 2조의 시편이었다. 증착두께가 증가하면 전도도도 함께 증가하는 법인데 실험시편 중에서 가장 얇은 증착두께를 갖고 있음에도 불구하고 1조보다도 더 낮은 면저항 값이 측정된 것이다. 또 아르곤 가스의 양을 조절하지 못했다는 점 또한 오차를 만든 것 같다. 다음번에는 이러한 오차원인들을 좀 더 따져보고 좀 더 적극적으로 시험에 참가 하고 싶다.

키워드

스퍼터링,   sputtering,   플라즈마