RF sputter 법을 이용한 TiO2 박막증착

소개글

RF sputter 법을 이용한 TiO2 박막증착에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서론

2. 이론적 배경
　가. Sputtering법
　나. RF Sputtering장치의 구성 및 원리

3. 실험
　가. 실험 장치
　나. 실험 방법
　　1) Substrate/Target 제조 및 설치
　　2) RF sputter를 이용한 Sputtering
　　3) Tribometer를 이용한 마찰계수 측정
　　4) Revetest를 이용한 부착력 측정

4. 결과 및 고찰
　가. Substrate 전처리
　나. 마찰계수 측정
　다. 부착력측정

5. 결론

6. 참고문헌

본문내용

lishing을 다시 하느라 시간이 부족하여 충분한 polishing이 이루어지지 않은 점을 이유로 들 수 있겠다.
마찰계수 측정
Si Wafer(Friction coef 0.45) 4000grid Ti wafer(Friction coef 0.50)
1 Ti wafer(Friction coef 0.45) 0.3 Ti wafer(Friction coef 0.52)
위 그래프와 마찰계수 값을 보면 Si wafer와 Ti wafer의 마찰계수가 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 하지만 Ti wafer의 값을 비교하여 볼 때 마찰계수의 정상적인 값은 4000grid Ti wafer > 1 Ti wafer > 0.3 Ti wafer 순으로 나와야 하는데 0.3 Ti wafer의 마찰계수가 1 Ti wafer보다 더 크게 나왔다. 이는 측정 전에 wafer 세척이 잘 되지 않았다는 것이 원인일 수 도 있겠지만 위에서 언급했던 것과 같이 polishing이 덜 되어서 마찰계수가 크게 나왔다는 설명이 더 알맞을 것 같다. 그리고 Si wafer와 1 Ti wafer의 마찰계수가 같은 값이 나왔으므로 마찰계수에 의한 부착력 측정이 아닌 wafer의 물성에 의한 부착력의 차이를 알아보는 것이 가능하게 되었다.
부착력측정
Si wafer(Critical loads 20.01) 4000grid Ti wafer(Critical loads 6.78)
1 Ti wafer(Critical loads 10.65) 0.3 Ti wafer(Critical loads 12.09)
위 결과에서 보면 Si wafer의 값이 20.1로 최대치로 나와 있는데 실험 중에 Si wafer가 휘어서 정확한 수치가 나오지 않아 밑에 다른 것을 대고 측정한다던지 여러 조치를 취하였으나 정확한 값이 나오지가 않았다. 나머지 Ti wafer의 값들은 0.3 Ti wafer > 1 Ti wafer > 4000grid Ti wafer 순으로 나왔는데 주로 마찰계수가 크면 Critical load 값이 작게 마찰계수가 작으면 Critical load 값이 크게 나왔다. Critical load는 임계 하중으로써 좌굴을 일으키는 최소의 압축하중을 뜻하는데 좌굴이란 옆으로 휘어지는 정도를 뜻한다. Critical load값은 TiO를 씌운 박막이 깍이는데 드는 힘이라 할 수 있는데 다시 말해서 Critical load가 크면 부착력이 크다고 할 수 있겠다. 마찰계수가 크면 즉 표면이 거칠수록 부착력이 작게 나오고 표면이 매끈하면 부착력이 크다는 것을 알 수 있다.
마찰계수에서의 1 Ti wafer보다 거칠게 나온 0.3 Ti wafer로 인해 실험 결과가 틀어질 꺼라 예상하였으나 마찰계수 측정이 전체적인 부분을 측정한 것이 아니기 때문에 전반적으로 0.3 Ti wafer가 1 Ti wafer보다 매끄러워 부착력이 크게 나왔다고 판단되어진다.
하지만 마찰력이 같은 Si wafer와 Ti wafer의 물성에 의한 부착력 측정 비교는 Si wafer의 측정 오류로 비교 분석하지 못하였다.
결론
거칠기를 제외한 모든 조건이 같은 Ti wafer와 Si wafer의 부착력 측정결과 부착력의 크기는 0.3 Ti wafer > 1 Ti wafer > 4000grid Ti wafer 순으로 나타났고 Si wafer가 20.01로 Critical loads가 가장 컸으나 실험의 오류로 인한 오류 값이었다. 그래서 거칠기가 같은 Ti wafer와 Si wafer는 비교분석하지 못하였다.
위의 실험 결과로 거칠기 매끈할수록 즉 Friction coef.의 값이 감소할수록 부착력이 증가한다는 결과를 얻게 되었다. 실험하기 전에 판단으로는 거칠기가 클수록 즉 표면이 울퉁불퉁할수록 부착되는 표면이 넓어짐에 따라 표면에너지의 증가로 인해 부착력이 커진다고 예상하였으나 실험의 결과는 거칠기가 클수록 부착력이 감소하였다.
다시 말해서 부착력은 표면에너지와 관련 없이 얼마나 표면이 매끄러운가에 따라 Taget에서 Sputtering된 입자가 잘 달라붙는가와 관련 있다는 결론을 얻었고 Sputtering법으로 박막을 제조 시 최대한 Substrate의 표면을 최대한 매끄럽게 polishing하는 것이 우수한 박막을 제조할 수 있는 방법임을 알 수 있다.
참고문헌
개날연 블로그
DC/RF Sputtering장치 매뉴얼
네이버 백과사전
신기술연구소논문집(Journal of the institute of new technology) ISSN 1226-184X

키워드

RF Sputter,   Sputtering,   TiO2,   박막증착,   나노,   TiO2 박막증착,   Substrate,   RF sputter,   마찰계수 측정,   부착력 측정