• 제목/요약/키워드: W-N 박막

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Hard Coating 응용을 위한 DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 증착한 TiN 박막의 특성에 대한 연구 (Characteristic Properties of TiN Thin Films Prepared by DC Magnetron Sputtering Method for Hard Coatings)

  • 김영렬;박용섭;최원석;홍병유
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.660-664
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    • 2008
  • Titanium nitride (TiN) thin films are widely used for hard coatings due to their superior hardness, chemical stability, low friction and good adhesion properties. In this study, we investigated the effect of DC power on the characteristics of TiN thin films deposited on Si and glass substrates by DC magnetron sputtering using TiN target. We made TiN films of 300 nm thickness with various DC powers. The structural properties of films are investigated by x-ray diffractions (XRD) and tribological properties are measured by nano-indentation, nano-scratch tester. The rms roughness was measured by atomic forced microscopy (AFM). In the result, TiN films had the smooth surface and exhibited (111) directions with the increase of DC Power. Also, especially in case of 175 W DC power, TiN film exhibited the maximum hardness about 8 GPa, and the critical load near 25.

PAALD 방법을 이용한 TaN 박막의 구리확산방지막 특성

  • 부성은;정우철;배남진;권용범;박세종;이정희
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2002년도 추계학술대회 발표 논문집
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    • pp.14-19
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    • 2002
  • In this study, as Cu diffusion barrier, tantalum nitrides were successfully deposited on Si(100) substrate and SiO2 by plasma assisted atomic layer deposition(PAALD) and thermal ALD, using pentakis (ethylmethlyamino) tantalum (PEMAT) and $NH_3$ as precursors. The TaN films were deposited on $250^{\circ}$C by both method. The growth rates of TaN films were $0.8{\AA}$/cycle for PAALD and $0.75{\AA}$/cycle for thermal ALD. TaN films by PAALD showed good surface morphology and excellent step coverage for the trench with an aspect ratio of h/w - $1.8 : 0.12 \mu\textrm{m}$ but TaN films by thermal ALD showed bad step coverage for the same trench. The density for PAALD TaN was $11g/\textrm{cm}^3$ and one for thermal ALD TaN was $8.3g/\textrm{cm}^3$. TaN films had 3 atomic % carbon impurity and 4 atomic % oxygen impurity for PAALD and 12 atomic % carbon impurity and 9 atomic % oxygen impurity for thermal ALD. The barrier failure for Cu(200nm)/TaN(l0nm)/$SiO_2(85nm)$/Si structure was shown at temperature above $700^{\circ}$C by XRD, Cu etch pit analysis.

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Hard coating 응용을 위한 DC 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 증착한 TiN 박막의 특성에 대한 연구 (Characteristic properties of TiN thin films prepared by DC magnetron sputtering method for hard coatings)

  • 김영렬;박용섭;최원석;홍병유
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.354-354
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    • 2007
  • Titanium nitride (TiN) thin films are widely used for hard coatings due to their superior hardness. In this paper, we wanted see how the films properties are changed according to DC power. TiN thin films were deposited by direct current (DC) magnetron sputtering method using TiN compound target on silicon substrates. The films structural properties are examined by X-ray Diffractions (XRD) and tribological properties are measured by nano-indentation, nano-scratch tester, nano-stress tester. Especially in DC power of 150 W, the maximum hardness and the minimum residual stress of TiN film exhibited about 25 GPa and 1 GPa, respectively. And also, the critical load of TiN film prepared by magnetron sputtering method were measured over 30 N.

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다층박막 IGZO/Ag/IGZO의 Ag 두께 변화에 따른 구조적, 광학적 특성 연구

  • 왕홍래;이상렬;김홍배
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.365-365
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    • 2013
  • 본 실험에서는 RF magnetron sputter장비와 evaporator장비를 이용하여 다층박막 IGZO/Ag/IGZO를 제작하였다. 소결된 타겟은 In:Ga:ZnO 1:1:1mol%로 조성된 타겟을 사용하였으며, Ag는 99.999%의 순도를 가진다.다층박막 OMO구조의 Oxide layer는sputter장비를 이용 IGZO막을 제작하였으며, Metal layer는 evaporator 장비를 이용 Ag막을 제작하였다. 변수로는 Metal layer 두께에 따른 구조적, 광학적 특성 변화를 연구하였다. Oxide layer의 RF sputter 공정 조건으로는 초기압력 $3.0{\times}10^{-6}$ Torr 이하로 하였으며, 증착압력 $2.0{\times}10^{-2}$ Torr, RF power 30 W, Ar 50 sccm으로 고정시켰으며, Metal layer의 evaporator 공정조건으로는 $5.0{\times}10^{-6}$ 이하, 전압은 0.3V, 기판 회전속도는 2RPM 두께는 Thickness moniter로 3. 5. 7. 9. 11. 13. 15 nm를 확인하며 증착하였다. 분석결과로는 AFM측정결과 거칠기는 2 nm이하의 거칠기를 확인했으며, XRD측정결과 Bragg's 법칙($2\;dsin{\Theta}=n{\lambda}$)를 만족하는 피크를 찾을 수 없어 비정질 구조임을 확인할 수 있었다. 투과도 측정결과 가시광 영역에서 최대 80% 이상의 투과율을 보여주었으며, IR영역에서는 30% 이하의 투과율을 보여주었다. 에너지 밴드갬 계산결과 4.5~4.6 eV를 갖는 것을 확인하였으며, Low-e 분야에 사용가능함을 보여주었다.

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산소 유량에 따라 증착된 ITO (Indium Tin Oxide)의 전기적 특성 분석

  • 김동해;손찬희;윤명수;이경애;조태훈;조이현;노준형;유진혁;최은하;조광섭;엄환섭;전부일;권기청
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.410-410
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    • 2012
  • 투명 전도성 TCO (Transparent Conductivity Oxide)박막 중 ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 n-type의 전도특성을 갖는 산화물로서 가시광선 영역에서의 높은 투과율, 전기 전도도, 넓은 밴드갭을 나타내기 때문에 디스플레이 및 태양전지 분야에 널리 사용 되어 지고 있다. 이 실험에서는 ITO 증착시 산소 유량의 변화에 따라 특성의 변화를 관찰하고자 실험을 진행 하였다. 실험에서 산소 유량은 0 sccm에서 12 sccm까지 변화를 주었으며, ITO는 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 유리위에 증착하였다. 실험에서 인가된 RF power는 2 kW, 13.56 MHz, 공정 압력은 $4.5{\times}10^{-6}torr$에서 진행하였다. 유리와 타겟 사이의 거리는 200 mm로 고정하였으며, 온도는 상온에서 공정을 진행하였다. 증착된 ITO의 전기전도도(${\sigma}$)는 3 sccm까지는 증가하는 경향을 보이다가 그 이후부터는 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 투과율과 이차전자방출계수의 결과 또한 전기전도도와 유사한 경향성을 보여 주었다. 이를 통해 3 sccm의 산소 유량으로 증착된 ITO의 전기적 특성이 가장 좋은 것으로 확인이 되었다.

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다이아몬드상 카본박막의 열처리 온도에 따른 Friction Force Microscopy 분석에 관한 연구 (Study on the Friction Force Microscopy Analysis of Diamond-like Carbon Films according to the Annealing Temperature)

  • 최원석;조윤혜;박용섭;전영숙;허진희;정일섭;홍병유
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.166-167
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    • 2005
  • 본 연구에서는 RF 플라즈마 화학기상증착 장비를 사용하여 동일조건에서 합성된 100 nm 두께의 DLC박막을 RTA 장비를 사용하여 $N_2$ 분위기로 여러 가지 온도에서 ($300\sim900^{\circ}C$) 후열처리된 DLC 박막들의 마찰특성 변화를 AFM (Atomic Force Microscopy)의 FFM (Friction Force Microscopy) 모드를 사용하여 관찰하였다.

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공핍 모드 InGaZnO 박막 트랜지스터를 이용한 저소비전력 스캔 구동 회로 (Low Power Consumption Scan Driver Using Depletion-Mode InGaZnO Thin-Film Transistors)

  • 이진우;권오경
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제49권2호
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    • pp.15-22
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    • 2012
  • 본 논문에서 공핍 모드 n-채널 InGaZnO 박막트랜지스터를 이용하여 소비전력이 낮은 스캔 구동 회로를 제안한다. 제안된 스캔 구동 회로는 단 2개의 클록 신호만을 사용하고 추가적인 마스킹 신호나 회로가 필요 없이 이웃하는 스캔 출력 간에 겹쳐짐이 없는 스캔 출력 신호를 만들어 낸다. 클록 신호를 줄임과 동시에 단락 전류를 줄임으로써 소비전력을 줄일 수 있었다. 모의 실험 결과 트랜지스터 문턱전압의 편차 범위가 -3.0 ~ 1.0V일 때에도 스캔 출력 신호가 정상적으로 출력됨을 확인하였다. XGA의 해상도를 갖는 디스플레이를 대상으로 양과 음의 전원 전압이 각각 15V, -5V이고 동작 주파수가 46KHz일 때, 스캔구동 회로의 소비전력이 4.89mW이다.

Glass / p ${\mu}c-Si:H$ 특성에 따른 i ${\mu}c-Si:H$ 층 및 태양전지 특성 변화 분석

  • 장지훈;이지은;김영진;정진원;박상현;조준식;윤경훈;송진수;박해웅;이정철
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.31-31
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    • 2009
  • PECVD를 이용하여 제조된 미세결정질 p-i-n 실리콘 박막 태양전지에서, p 층은 태양전지의 윈도우 역할 및 그 위에 증착될 i ${\mu}c-Si:H$ 층의 'seed'층 역할을 수행하기 때문에, p층의 구조적 및 전기적, 광학적 특성은 태양전지의 전체 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 $SiH_4$ 농도를 변화시켜 각기 다른 결정 특성을 갖는 p ${\mu}c-Si:H$층을 제조하고 그 위에 i ${\mu}c-Si:H$ 층을 증착하여 p층의 결정 특성변화와 그에 따른 i ${\mu}c-Si:H$ 층 및 'superstrate' p-i-n 미세결정질 실리콘 박막 태양전지의 특성 변화를 조사하였다. P층의 경우, $SiH_4$ 농도가 증가함에 따라 결정분율 (Xc)이 감소하여 비정질화되었으며 그에 따라 dark conductivity가 감소하는 경향을 나타내었다. 각기 다른 결정분율을 가지는 p 'seed' 층 위에 증착된 태양전지는, p 'seed' 층의 결정분율이 증가함에 따라 개방전압, 곡선인자, 변환효율이 경향적으로 감소하였다. 이는 p 층 결정분율 변화에 따른 p/i 계면특성 저하 및 그 위에 증착되는 i ${\mu}c-Si:H$ 층의 결함밀도 증가 등에 따른 태양전지 특성 감소 때문인 것으로 판단되며, 이를 분석하기 위하여 i ${\mu}c-Si:H$ 층의 전기적, 구조적 특성 분석 및 태양전지의 dark I-V 특성 등을 분석하고자 한다.

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니켈페라이트 박막 NxFe3-xO4를 이용한 선글라스 렌즈의 자외선 차단효과에 대한 연구 (A Study of cut off effect of ultraviolet in sunglasses lens coated with nickel-ferrite thin film NxFe3-xO4)

  • 하태욱;이용희;최경서;차정원
    • 한국안광학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.25-29
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    • 2003
  • 자외선과 전자파를 동시에 차단하는 선글라스렌즈를 제작하기 위하여 유리가판 위에 자성재료인 페라이트에 Ni를 여러 가지 조성비로 첨가한 니켈페라이트 박막 $Ni_xFe_{3-x}O_4$을 페라이트 도금법으로 제작하였다. 이들은 모두 스피넬 구조의 단일상임을 확인할 수 있었으며 육안으로 관찰할 때 거울면과 같은 광택을 가졌으며, 손톱으로 긁었을 때 흠집이 생기지 않는 강도를 보였다. 니켈페라이트는 400nm 부근에서부터 급격히 투과율이 떨어져 자외선을 차단하는데 효과적인 양상을 보이고 있으며 그 중에서 x = 0.09의 Ni 조성비가 자외선 차단효과가 가장 좋은 깃으로 나타났다. 이는 타사제품과 비교하여 자외선 차단효과는 크게 떨어지지 않으므로, 전자파 차단효과가 있는 $Ni_xFe_{3-x}O_4$ 페라이트를 코팅한 선글라스를 착용함으로서 유해전자파와 자외선을 동시에 차단하는 효과를 얻을 수 있을 것이다.

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혼합된 Ar, N2 가스 유량에 따른 PECVD 방법에 의하여 제작된 다이아몬드 상 탄소 박막의 특성 (Characteristics of Diamond Like Carbon Film Fabricated by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Method with mixed Ar, N2 gas rate)

  • 강성호;김병진;배경태;주성후
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.87-87
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    • 2018
  • 다이아몬드 상 탄소(diamond-like carbon, DLC)는 상당량의 $sp^3$ 결합을 가지는 비정질 탄소(a-C) 또는 수소화 비정질 탄소(a-C:H)로 이루어진 준안정 형태의 탄소이다. DLC는 전기 저항과 굴절률이 높고 화학적으로 다른 물질과 반응하지 않으며, 마찰계수가 낮고 경도가 높아 자기 디스크, 광학 소자 등의 다양한 분야에서 적용되고 있다[1,2]. 또한 다이아몬드에 비해 상온에서 성장이 가능할 정도로 합성온도가 낮아 적용 기판의 제한이 거의 없고, 증착 방법과 조건에 따라 탄소 결합의 다양성과 비정질성이 변화하기 때문에 넓은 범위의 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다. 지금까지 DLC 박막의 광학적 특성, 특히 굴절률, 광학적인 에너지 밴드 갭, 자외선과 적외선 투과성에 대해서는 많은 연구가 진행되었으나 가시광선의 투과성에 대한 연구는 제한적이며[4], 가시광선 투과도 개선에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 ITO 기판 위에 DLC를 합성하고 기계적 특성과 가시광선 영역 투과도를 조사하였다. RF-PECVD(radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법에 의해서 $C_2H_2+Ar$ 혼합 가스 비율과 $C_2H_2+N_2$ 혼합 가스 비율을 변화시켜 ITO 기판 위에 DLC 박막을 합성하였다. 공정 압력과 rf-power, 증착시간, 기판온도는 0.2 torr, 40 W, 5 분, $50^{\circ}C$로 고정하고, 공정 가스는 $C_2H_2+Ar$$C_2H_2+N_2$가 200 sccm이 되도록 비율을 변화하였다. $C_2H_2:Ar$$C_2H_2:N_2$의 비율은 180 : 20, 160 : 40, 140 : 60, 120 : 80, 100 : 100이 되도록 가스의 유량을 조절하였다. 투과도는 가시광선(380 ~ 780 nm) 범위에서 측정하였고 두께와 표면조도는 AFM으로 측정하였다. 투과도는 $C_2H_2+Ar$의 Ar 가스 비율이 증가할수록 증가해 140 : 60일 때 최댓값을 나타낸 후 다시 감소하였다. $C_2H_2+N_2$ 투과도는 $N_2$ 가스 비율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 표면 거칠기는 $C_2H_2+Ar$ 혼합 가스를 사용한 경우의 Ar의 가스 비율이 증가할수록 증가하였다. 그러나 $C_2H_2+N_2$ 혼합 가스를 사용한 경우에는 $N_2$ 가스의 혼합 비율이 증가할수록 감소하였다.

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