| 초록 |
산업사회의 발달과 함께 물리적 기상증착(PVD) 공정에서 경사증착(glancing angle deposition, GLAD)의 중요성이 점점 커지고 있다. 경사증착은 증착원(deposition source)과 기판이 평행하게 배치되지 않고 특정한 각도로 기울어진 상태로 코팅하는 공정이다. 경사증착 기술을 적용하면 기판에 성장하는 박막의 미세구조를 조절할 수 있는 장점 때문에, 박막의 전기적 특성과 광학적 특성 및 기계적 특성을 조절할 목적으로 많은 연구가 진행 중에 있다. 본 연구에서는 경사증착 된 박막의 전기적 특성을 알아보기 위해, 스퍼터 방법으로 금속 크롬(Cr)을 실리콘 웨이퍼(Si-wafer)와 indium tin oxide(ITO) 기판에 경사증착 할 때, 경사면의 각도가 Cr 박막의 면 저항과 밀도, 경도에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 스퍼터법으로 경사증착시 타겟면에 대한 기판면의 각도를 0°에서 90°까지 15°간격으로 변화시켰다. 경사각의 증가에 따라 박막의 주상조직이 기울어져서 성장하고, 이 때 발생하는 그림자효과(shadow effect) 때문에 주상조직들 사이에 기공이 증가한다고 알려져 있기 때문에 경사면의 각도변화에 따른 Cr 박막의 전기적특성의 변화를 미세조직과 연관시켜 고찰하였다. Cr 박막의 두께는 모든 변수에 대해 각각의 증착률을 계산하여 1 um로 고정시켰으며, 박막의 면 저항값은 4-point probe(FPP)를 통해 측정하였다. 박막의 미소경도는 막의 밀도를 정성적으로 평가하기 위하여 누프(knoop) 경도계를 이용하여 측정하였으며, 정량적인 측정을 위해 X-ray reflectivity(XRR) 법을 이용하였다. 경사각의 변화에 따른 주상조직의 변화를 알아보기 위해 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 Cr 박막의 단면을 관찰하였다. 경사각의 증가와 비례하여 박막의 면 저항과 밀도는 감소하였고 경도 값은 증가하였다. 이 연구를 통해 경사각이 증가 할수록 주상조직 사이의 기공들이 증가하고, 이로 인해 막의 밀도가 감소하며 결과적으로 면 저항이 증가하기 때문에 막의 전기적 특성이 저하된다는 것을 확인하였다. 또한 이를 응용하여 전기적 특성의 제어가 필요한 다양한 코팅 분야에 쉽게 적용시킬 수 있을 것이다. |
