재료공학실험(세라믹) 최종 보고서

목차

1. 실험 목적

2. 실험 원리
2.1 DC Sputtering
2.2 XRD의 원리
2.3 SEM
2.4 전기적 특성 평가

3. 실험장비
3.1 스퍼터링
3.2 XRD
3.3 SEM
3.4 전기적 특성 평가

4. 실험 과정
4.1 스퍼터링
4.2 XRD 측정
4.3 SEM 측정

5 실험 결과
5.1 DC Sputtering
5.2 XRD
5.3 SEM
5.4 전기적 특성 평가

6. 실험 결과 고찰
6.1 DC Sputtering
6.2 XRD
6.3 SEM
6.4 전기적 특성 평가

7. 결론
7.1 DC Sputtering
7.2 XRD
7.3 SEM
7.4 전기적 특성 평가

본문내용

1. 실험 목적
Magnetron 스퍼터링을 이용하여 각각의 웨이퍼에 재료를 증착시킨 후 박막 형성 결과에 대한 다양한 특성 평가를 진행한다.

2. 실험 원리
2.1 DC Sputtering
Sputtering은 진공 챔버 안에서 일정 양의 반응 가스와 전력을 타겟에 공급해주면 타겟 주위에 글로우 방전이 일어나게 되고, 방전 영역에 존재하던 원자, 분자, 이온 등 높은 에너지를 가진 입자(이온)들이 타겟의 표면과 충돌할 때 충돌한 물질의 에너지가 타겟 표면 물질들의 결합에너지보다 크면 타겟 물질이 밖으로 튀어나오는 형상을 말한다. 밖으로 튀어나온 타겟 물질이 기판 위에 붙으면서 박막이 형성된다. 여기서 DC라고 함은 Direct Current(직류)를 말하며, 전력원으로 직류를 사용한다는 것을 의미한다. DC를 사용할 시 타겟으로 부도체를 사용할 경우 타겟 표면에서의 Ar 양이온들의 charging 에 의해 스퍼터링이 어렵기 때문에, 타겟이 어떤 물질인지 먼저 파악하는 것이 중요하다.
또한 DC 스퍼터링을 위해선 이온이 충분한 에너지를 갖도록 가속되어야하는데, 이를 위한 변수로 파워와 챔버 내 기체 압력이 있다. 파워를 계속 증가시키면 양이온이 타겟 전체에 일정하게 충돌하여 스퍼터링이 잘 일어나게 된다. 챔버 내 기체(Ar) 압력이 너무 크면 Ar 양이온이 다른 입자와 비탄성 충돌할 기회가 많아져 속도가 느려지고 2차 전자가 감소하여 스퍼터링에 제약을 준다. 반대로 압력이 너무 작으면 2차 전자의 평균 자유 행로가 너무 커져 2차 전자가 Ar 원자와 충돌하여 충분한 이온을 만들기 전에 타겟에 충돌하므로 스퍼터링이 잘 안 일어난다. 따라서 원활한 스퍼터링을 위해선 높은 파워(전원)과 적당한 챔버 내 가스 압력이 필요하다.

2.2 XRD의 원리
XRD는 단파선의 회절을 이용하여 재료마다의 고유 특정 회절 각도를 이용하여 재료를 알아내는 분석 기법이다.

참고 자료

없음