• 전기의세계
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• v.45 no.5
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• pp.17-22
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• 1996

PLD 장치는 진공 또는 반응가스가 채워진 챔버안에 다층 박막을 증착시킬 수 있는 여러개의 타겟홀더와 기판홀더가 존재하고 물질을 기화시켜 박막을 증착시키기 위해 외부 에너지원으로 고출력 레이저가 사용되며, 일련의 광학장치들은 타겟표면에 레이저 빔을 접속시키고 주사하기 위해 사용된다. 타겟표면에 접속된 레이저 빔은 타겟표면 물질을 플라즈마 (또는 플룸) 상태로 만들고 이 플룸이 결정화에 알맞는 온도로 가열된 기판위에서 결정구조를 가진 박막을 형성한다. 진공장치와 기화에너지원의 분리는 PLD 시스템을 유연하게 해서 내부적으로 기화에너지원의 사용에 의한 제한없이 다른 동작 모드에 쉽게 적용할 수 있다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.1
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• pp.45-51
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• 2010

We measured the temperature of target surface inducing by various physical phenomenon on magnetron sputtering target and confirmed the possibilities if the temperature distribution could affect plasma and deposited thin film. The target of magnetron sputtering has two types: round type and rectangular type. In a rectangular target, the concentrated discharge area by corner effect by magnetic field and non-uniform erosion of target are generated. And we found the generation of non-uniform temperature distribution on the target surface from this. This area was $10{\sim}20^{\circ}C$ higher than non-sputtering area. And if particles are generated during sputtering process, they were $20^{\circ}C$ higher than the area where is higher than non-sputtering area. These effects result in non-uniformity of thin films, crack of ceramic target, and shortening target life by non-uniform erosion.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.20-21
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• 2007

FPD 투명 도전막의 제조에 핵심소재로 사용되는 타겟재의 개발동향을 TCO 물질 중에서 현재 가장 널리 사용되고 있는 ITO 타겟 개발의 관점으로 살펴보았다. ITO 투명 도전막은 다른 TCO 물질에 비해 높은 전기 전도도 및 높은 투과율로 인해 지속적인 사용이 예상되며, 이에 대응 가능한 고밀도 및 고효율 ITO 타겟의 개발이 진행 중이다. 또한 ITO 투명도전막의 우수한 특성에 따라 지속적인 인듐 자원의 수요증가와 이에 따른 인듐 자원의 고갈우려로 ITO 타겟을 대체할 수 있는 대체제의 개발이 진행 중에 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.93-94
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• 2007

DC 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 전도성이 다른 타겟을 사용하여 non-alkali glass 기판위에 실온에서 ITO 박막을 증착하였다. 전도성 향상 타겟을 사용하여 증착한 ITO 박막의 경우, 최저 비저항은 2.9 ${\times}$ $10^{-4}{\Omega}cm$로 산소첨가량 0.5%에서 얻어졌다. 이것은 타겟 표면의 노듈에 의하여 발생하여 박막물성을 저하시키는 마이크로 아킹의 감소 및 플라즈마 임피던스의 감소에 의한 방전 안정성의 증가에 기인한다고 생각된다. 한편 AFM에 의한 박막표면의 관찰결과, 산소첨가량에 따라 박막표면의 거칠기는 증가하는 것으로 나타났다. 이결과는 산소의 증가에 따른 박막의 부분적인 결정화에 기인한다고 생각되어진다. 그러나 XRD 관찰 결과 산소첨가에 따른 박막의 미세구조의 변화는 확인 할 수 없었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.1-1
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• 2008

본 연구에서는 비대칭 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Cr-Zr-N 박막을 합성하였다. Cr-Zr-N 박막의 합성을 위해 사용된 타겟은 Cr 과 Zr의 segments(Cr:Zr= 50:50 vol.%)로 구성된 단일 타겟을 사용하였고, 공정조건 중 질소분압을 변화시켜 Cr-Zr-N 박막을 합성하였다. 또한 질소분압 변화에 따른 박막의 물리적, 기계적, 화학적 특성들의 변화를 분석하였으며, 기 발표된 Cr 타겟과 Zr 타겟을 이용하여 합성된 Cr-Zr-N 박막의 특성들과 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.73-74
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• 2015

본 연구에서는 상호간의 고용도가 없는 Mo, Cu 재료의 합금화가 용이하도록 기계적 합금화법(Mechanical Alloying)을 이용하여 Mo-Cu 합금분말을 제조하였고, 준안정상태의 구조의 유지가 가능한 방전 플라즈마 소결법(Spark Plasma Sintering)을 이용하여 합금타겟을 제작하였다. Mo-Cu 박막을 제작하기 위해서 합금타겟을 이용하였고 스퍼터링 공정을 진행하여 박막을 제작하였다. 그 결과 Mo-10wt%Cu 단일타겟을 이용하여 제작한 박막의 경우 Ar : N 분위기에서 27.7GPa 로 가장 높은 경도값을 가지는 것을 확인하였다. 또한 Mo-5wt%Cu 단일타겟을 이용하여 Ar : N 분위기에서 제작한 박막은 건식조건에서의 마찰계수값이 0.69 로 가장 낮은 것을 확인할 수 있었으며 윤활조건(GF4)에서는 Mo-10wt%Cu 단일타겟을 이용하여 Ar : N 분위기에서 제작한 박막이 0.56 으로 가장 낮았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.78-79
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• 2015

PVD 공정에서 다성분으로 이루어진 나노복합 코팅을 형성하는 것은 원소들간의 합금화 문제로 인해 어렵다. 따라서 일반적으로 두 개 이상의 원소타겟 또는 멀티타겟을 이용한 PVD+PECVD 의 융합공정에 의해 제조된다. 하지만 멀티타겟을 사용한 공정은 공정의 복잡화가 뒤따르며 신뢰성이 떨어진다. 본 연구에서는 멀티타겟의 단점을 보완하기 위해 Ti-Al-X(Cr, Si, B, V) 단일 합금 타겟을 제작하여 나노복합 코팅을 형성하고자 하였다. 기계적 합금화법을 통해 합금분말을 제조하였으며, 방전플라즈마소결법으로 합금 타겟을 제작하였다. 제작된 타겟을 이용하여 스퍼터링 장치를 통해 박막을 형성 하였다. 그 결과 분말은 밀링 시간 20시간에서 정상상태에 도달하였으며, 더 이상 분말의 입자는 줄어들지 않았다. 이때 분말의 입자크기는 $5{\sim}6{\mu}m$ 이었으며 결정립의 크기는 16~20nm 이었다. 소결을 통해 99% 이상의 진밀도를 갖는 합금타겟을 제작하였으며, 이때 결정립의 크기는 매우 미세하였다. 박막의 경우 모두 30GPa 이상의 고경도 특성을 나타냈다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.92.2-92.2
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• 2017

스퍼터링은 이온화된 불활성 기체가 음의 전압이 인가된 타겟에 충돌하여 운동량 전달에 의해 타겟 물질을 떼어내어 기판에 박막을 형성하는 진공증착 기술의 하나이다. 스퍼터링은 초기에 이극 또는 삼극 스퍼터링이 사용되다가 1970년대에 마그네트론 스퍼터링이 등장하면서 고속화 및 박막의 특성향상이 이루어졌으며 현재 스퍼터링 기술의 표준으로 자리를 잡았다. 마그네트론 스퍼터링은 그러나 타겟 효율이 30%내외로 낮고 여전히 다른 증착 기술에 비해 증발율이 낮다는 단점이 지적되고 있으며 이를 극복하기 위한 많은 연구가 진행되어 왔다. 증발율을 향상시키고 타겟 효율을 향상시킬 수 있는 방안의 하나로 HC-GFS(Hollow Cathode - Gas Flow Sputtering) 소스가 연구되어 왔다. GFS란 증기가 발생하는 부분과 증착이 이루어지는 부분의 진공도를 변화시켜 압력차에 의해 증기가 이송되어 증착되는 기술을 의미하며 HC-GFS는 타겟과 타겟 사이에 할로 방전을 발생시켜 이때 발생된 플라즈마로 타겟의 물질을 스퍼터링하고 스퍼터링된 입자를 압력차로 이송하여 기판에 증착하는 기술이다. HC-GSF 소스는 증발율이 향상되고 타겟 효율이 높다는 점에서 많은 관심을 가졌으나 아직까지 상용화 실적은 미미한 상황이다. 본 연구에서는 HC-GFS 소스를 제작하고 그 특성을 평가하였으며 금속을 증착하여 상용 증발원으로써의 가능성을 검토하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.283-283
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• 2011

본 연구에서는 XRR 측정에 있어 박막두께 표준보급을 하기 위하여 표준물질을 이온빔 스퍼터링 증착법을 이용하여 제작하였다. 시편제작 시 공기 중 노출에 의해 산화가 되지 않는 산화물 박막과 산화물 기판을 선택하였다. 기판 및 타겟물질 등을 변화시키면서 제작된 시편의 특성을 살펴보았다. 사용된 타겟 물질로는 HfO2, Ta2O5, Cr2O3를 사용하였으며, 기판으로는 glass, sapphire, quartz, SiO2(1 ${\mu}m$-thermal oxidation)를 사용하였다. 산화물 타겟을 사용하여 증착 시 타겟 주위로 생기는 전하들의 charge build-up 되는 현상은 neutralizer를 사용함으로써 문제를 해결하였다. 제작된 시편은 XRR을 이용하여 측정하였고, XRR simulation과 curve fitting을 통하여 박막의 두께, 표면 및 계면의 거칠기, 밀도를 평가하였다. 기판으로 사용된 glass, quartz는 타겟 물질과 관계없이 표면 거칠기가 좋지 않아 XRR 반사율이 급격히 떨어지면서 측정되는 각도의 영역이 작아졌다. sapphire로 제작한 시편에서는 측정된 데이터와 simulation의 curve fitting이 양호하지 않았다. 이 문제는 현재 조사중에 있다. SiO2 기판으로 제작한 시편의 경우 타겟 물질과 관계없이 XRR curve fitting 결과가 양호 하였다. 그 중 Cr2O3의 결과가 다른 타겟 물질에 비해 x 2 값이 작았고 반사율 곡선에서의 거칠기와 진폭도 양호하였다. 위 연구결과로써 SiO2 기판을 사용한 Cr2O3 타겟 물질로 제작된 시편이 XRR 박막 두께 표준물질로써 적합한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.98.1-98.1
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• 2016

PTFE (Polytetrafluoroethylene) 는 벌크 형태는 물론 박막으로도 독특한 특성을 나타내는 물질이다. 매우 낮은 마찰계수, 발수표면특성, 화학적 비반응성은 다양한 방면의 적용이 가능하게 한다. 두께 $1-2{\mu}m$ 이나 50 nm 이하의 박막의 형태로서 발수 특성은 스퍼터링 조건에 따라서는 벌크 PTFE의 특성보다 뛰어나다. 순수한 PTFE 타겟을 사용하여 얇은 PTFE 막 증착을 위해 RF (radio-frequency) 스퍼터링을 하였다. 스퍼터 타겟 건 파워, 공정 압력, 그리고 기판 스테이지와 Si wafer 나 다양한 시편에 인가되는 RF 바이어스 (bias) 등과 같은 스퍼터링 변수의 변화가 가능하다. 공정 변수에 따라서 RF 스퍼터링에 의한 순수한 PTFE 박막과 바이어스가 인가된 유사 PTFE 박막을 비교하여 탐구하였다. 스퍼터링에 의한 PTFE 코팅은 접촉각이 100도 또는 그이상의 초발수성을 나타내는 장점을 갖고 있고, 90% 이상의 높은 투과도를 나타낸다. PTFE 타겟을 사용한 종래의 일반적인 스퍼터링에 의하여, 일예로 실리콘 웨이퍼상에 증착된 코팅막은 낮은 경도와 기판과의 밀착력이 좋지 않은 문제를 갖고 있다. 높은 에너지 환경에서 만들어진 PTFE 코팅은 기존의 스퍼터링 방식으로 만들어진 코팅에 비해 다른 특성을 나타낸다. PTFE 막의 경도와 밀착력을 높이고자 bias를 인가한 RF 스퍼터링을 시도하였다. 코팅 접촉각, 투과도, 나노인덴터에 의한 경도, 그리고 스크래치 테스트에 의한 코팅막의 밀착력을 살펴보았다. PTFE 폴리머 타겟을 사용한 RF 스퍼터링으로 만들어진 고경도 PTFE 유사 코팅의 경도 변화 기구를 고찰하였다.