일반기술

스퍼터링에 의해 기판상에 박막을 형성하는 방법

스퍼터링 증착은 산화물을 증착시킬 때 플라즈마내에는 필연적으로 산소 음이온이 발생하며 또한 박막의 질을 향상시킬 목적으로 쓰이는 산소 가스로 인해 산소 음이온이 발생하는데 이것은 기판에 증착된 박막을 손상시키는 주요 요인으로 작용한다. 이러한 산소 음이온에 의한 박막의 손상을 최소화하기 위하여 진공조의 압력을 크게 하여 산소 음이온을 충돌 산란시키는 방법을 사용하였으나 산소의 분압을 크게하는 경우 진공조의 압력을 크게 하여도 산소 음이온 충돌 횟수를 줄여줄 뿐 충돌을 완전히 배제할 수 없으며 과다한 압력의 증가는 증착 효율을 크게 낮추는 원인이 된다. 또한, 산소 음이온에 의한 박막의 손상을 최소화하기 위한 다른 방법들이 제시되었으나 박막에 대한 산소 음이온의 충돌을 배제할 수는 없었으며 스퍼터링 증착 효율을 아주 저하시키는 문제점이 있었다.본 기술에서는 기판상에 스퍼터링 증착에 의한 박막을 형성하여 산소 음이온이 기판에 증착되는 박막 내로 입사하는 것을 최소화하고 기판에 증착하는 박막의 에피택시 정도를 증가되게 하였다.본 기술에 따르면 플라즈마를 발생시키며 내부에 산화물 타킷을 구비한 진공조 내에 기판을 배치한 후에 기판의 상부에 그리드를 설치하여 기판을 타깃으로부터 가리고, 그리드에 (+)바이어스를 가하면서 진공조 내에서 산소 플라즈마를 포함하는 플라즈마를 발생되게 하여 기판상에 산화물을 스퍼터링 증착하여 박막을 형성되게 하되 산화물 타깃은 산화아연(ZnO)으로 하고 기판은 증착동안 200 내지 450℃의 온도를 유지하며 그리드에 가하는 바이어스는 20V 내지 150V가 되도록 하여 산소 음이온이 기판상의 박막 내로 입사하는 것을 최소로 할 수 있기 때문에 스퍼터링에 의해 기판상에 증착되는 박막의 C-축 배향성을 크게 할 수 있고 박막의 에피택시 정도가 크게 할 수 있으며 산소 음이온에 의한 표면 거칠기의 증가를 감소시킬 수 있다.