• 제목/요약/키워드: co-sputtering

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RF마그네트론 스퍼터 증착장치 개발연구(I) (Study on the Development of RF Magnetron Sputter-Deposition System(I))

  • 김희제;문덕쇠;진윤식;이홍식
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1993년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.612-614
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    • 1993
  • Sputtering requires a way to bombard the target with sufficient momentum. Positive ions are the most convenient source since their energy and momentum can be controlled by applying a potential to the target. Although many types of discharges have been used for sputtering, magnetrons are now the most widely used because of the high ion current densities. Namely, plasma near the target electrode is confined by magnetic field using permanent magnet, so that the collision probability is increased. It is important to develop RF magnetron sputtering system which has many excellent merits compared with conventional methods. Our study aims to develop 1 kW RF source(13.56 MHz, TR type) and to accumulate the design and construction technology of RF magnetron sputter-deposition system. We developed 1 kW RF sputtering system to deposit thin film. These films are deposited by this RF source matched by auto-matching system using primarily argon gas. Target of Au, Ni, Al, and $SiO_2$ was well deposited on the argon pressure of 5-10 mTorr.

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Li2CO3 분말을 이용한 고밀도 Li1+xCoO2 Target 제조

  • 은영진;윤수진;조성희;박형석;이원준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.183-183
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    • 2011
  • 리튬 이온 배터리의 cathode 및 electrolyte 재료로 사용되는 LiCoO2을 sputtering이나 pulsed laser deposition을 이용하여 박막으로 증착하기 위해서는 target이 필요하다. Target은 원료 분말을 가압 성형한 후 고온에서 소결하여 제조된다. LiCoO2 target 제조과정에서 고밀도를 얻기 힘들고 Li 성분의 증발이 일어난다. 또한 Li2O 분말은 흡습성이 매우 크다. 본 연구에서는 시간과 온도를 조절하여 최적화된 소결 과정을 통해 target의 밀도가 이론밀도와 근사한 값을 갖도록 하고, LiCoO2 또는 Co3O4 분말에 각각 흡습성이 낮은 Li2CO3 분말을 첨가하여 Li 성분을 조절하였다. Li과 Co의 조성비가 1:1-2:1인 고밀도의 LiCoO2 target을 제조하여 박막 증착 후 Li과 Co의 조성비가 1:1이 되도록 하였다.

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CoSm/Cr 박막의 자성층 두께에 따른 자기역전부피 (Magnetic Layer Thickness Dependence on Magnetic Switching volume of CoSm/Cr Thin Films)

  • 정순영;김현수
    • 한국자기학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.262-266
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    • 2001
  • 본 연구에서는 dc 마그네트론 스터링법으로 CoSm 박막을 제작하여 자기적 성질의 자성층 두께 의존성을 조사하였다. 고밀도 자기기록 매체의 여러 가지 성질 중 자기역전부피는 자기기록 매체에 저장된 정보의 열적 안정성, 자화반전기구 및 잡음을 이해하는 데 매우 중요한 자료가 된다. 따라서 자기화 감쇄의 시간 의존성과 직류 demagnetization remanence 곡선 측정결과로부터 각각 점성계수와 비가역 자화율을 구한 다음 최대 점성계수 및 비가역 자화율을 이용하여 최대 자기역전부피의 두께 의존성을 조사하였다. 자기역전부피와 보자력은 CoSm의 두께가 48 nm와 24 nm에서 각각 최대를 보이다가 오히려 감소하였으나 자기이방성은 계속 증가하는 경향을 보였다. 이와 같은 현상은 자성층의 두께가 증가함에 따라 결정립 또는 nanocrystallites 사이의 자기적 교환 상호작용이 증가하기 때문인 것으로 해석된다.

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자장 구조 변화에 따른 High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS)에서 Al-doped ZnO 박막 증착 특성 (Magnetic Field Dependent Characteristics of Al-doped ZnO by High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS))

  • 박동희;양정도;최지원;손영진;최원국
    • 한국재료학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.629-635
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    • 2010
  • Abstract In this study characteristics of Al-doped ZnO thin film by HIPIMS (High power impulse sputtering) are discussed. Deposition speed of HIPIMS with conventional balanced magnetic field is measured at about 3 nm/min, which is 30% of that of conventional RF sputtering process with the same working pressure. To generate additional magnetic flux and increase sputtering speed, electromagnetic coil is mounted at the back side of target. Under unbalanced magnetic flux from electromagnet with 1.5A coil current, deposition speed of AZO thin film is increased from 3 nm/min to 4.4 nm/min. This new value originates from the decline of particles near target surface due to the local magnetic flux going toward substrate from electromagnet. AZO film sputtered by HIPIMS process shows very smooth and dense film surface for which surface roughness is measured from 0.4 nm to 1 nm. There are no voids or defects in morphology of AZO films with varying of magnetic field. When coil current is increased from 0A to 1A, transmittance of AZO thin film decreases from 80% to 77%. Specific resistance is measured at about $2.9{\times}10-2\Omega{\cdot}cm$. AZO film shows C-axis oriented structure and its grain size is calculated at about 5.3 nm, which is lower than grain size in conventional sputtering.

DC/RF Magnetron Co-Sputter를 이용하여 성막한 유기 태양 전지용 Si-Doped $In_2O_3$ (ISO) 박막의 특성 연구

  • 이혜민;강신비;정권범;김한기
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.327-327
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    • 2013
  • 본 연구에서는 $SiO_2$ Target과 $In_2O_3$ Target으로 co-sputtering방법을 이용해 증착한 Si-doped $In_2O_3$ (ISO) 박막의 Si 도핑 농도에 따른 전기적, 광학적, 구조적 특성에 대해 연구하였고, 이를 유기태양 전지(OPVs) 에 적용함으로써 그 가능성을 타진하였다. $In_2O_3$ target의 DC power를 100 W로 고정시킨 채 $SiO_2$ target의 RF power 크기를 20~60 W 변화시키면서 상온에서 실험을 진행한 결과 최적 조건은 박막의 두께가 200 nm일 때 Working pressure는 3 mTorr이고, RF power는 50 W이었다. 이 조건으로 제작된 ISO 박막은 550 nm에서 81.51%의 광투과율과 51.91 Ohm/sq.의 비교적 낮은 면저항이 나타남을 Hall measurement 및 UV/Vis spectroscopy 분석을 통해 알 수 있었다. 또한 X-ray diffraction 분석법과 Transmission Electron Microscope 분석법을 통해 $SiO_2$ 도핑 power가 50 W 이상으로 증가할 경우 ISO 박막의 결정성이 감소하여 완벽한 비정질상의 ISO 투명박막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 비정질 특성을 갖는 ISO 투명 전극을 이용하여 유기 박막형 태양전지를 제작한 결과 Voc (0.576 V), Jsc (7.671 mA/$cm^2$), FF (62.96%), PCE (2.78%)의 특성을 나타냄으로서 co-sputtering 공정을 통해 최적화된 ISO 박막을 유기 박막형 태양전지에 적용함으로써 광전소자로의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

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Formation of $Al_O_3$Barrier in Magnetic Junctions on Different Substrates by $O_2$Plasma Etching

  • Wang, Zhen-Jun;Jeong, Won-Cheol;Yoon, Yeo-Geon;Jeong66, Chang-Wook;Joo, Seung-Ki
    • Journal of Magnetics
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    • 제6권3호
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    • pp.90-93
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    • 2001
  • Co/$Al_O_3$/NiFe and CO/$Al_O_3$/Co tunnel junctions were fabricated by a radio frequency magnetron sputtering at room temperature with hard mask on glass and $4^{\circ}$ tilt cut Si (111) substrates. The barrier layer was formed through two steps. After the Al layer was deposited, it was oxidized in the chamber of a reactive ion etching system (RIE) with $O_2$plasma at various conditions. The dependence of the TMR value and junction resistance on the thickness of Al layer (before oxidation) and oxidation parameters were investigated. Magnetoresistance value of 7% at room temperature was obtained by optimizing the Al layer thickness and oxidation conditions. Circular shape junctions on $4^{\circ}$tilt cut Si (111) substrate showed 4% magnetoresistance. Photovoltaic energy conversion effect was observed with the cross-strip geometry junctions on Si substrate.

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적외선 마이크로 볼로미터를 위한 $Si_{1-x}Sb_x$ 박막의 특성 (The characterization of the $Si_{1-x}Sb_x$ thin films for infrared microbolometer)

  • 이동근;류상욱;양우석;조성목;전상훈;류호준
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.13-17
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    • 2009
  • we have studied characterization of microbolometer based on the co-sputtered silicon-antimony ($Si_{1-x}Sb_x$) thin film for infrared microbolometer. We have investigated the resistivity and the temperature coefficient of resistance (TCR) with annealing. We deposited the films using co-sputtering method at $200^{\circ}C$ in the Ar environment. The Sb concentration has been adjusted by applying variable DC power from Sb targets. TCR of deposited $Si_{1-x}Sb_x$ films have been measured the range of -2.3~-2.8%/K. The resistivity of the film is low but TCR is higher than the other bolometer materials. Resistivity of the films has not been affected hugely according to the low annealing temperature however the resistivity has been dramatically decreased over $250^{\circ}C$. It is caused of a phase change due to the rearrangement of Si and Sb atoms during crystallization process of the films.

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DC 마그네트론 스퍼터링법에 의한 대면적 투명전도성 ZnO(Al)와 ZnO(AlGa) 박막제조 및 물리적 특성 연구 (Fabrication and Study of Transparent Conductive Films ZnO(Al) and ZnO(AlGa) by DC Magnetron Sputtering)

  • 손영호;최승훈;박중진;정명효;허영준;김인수
    • 한국진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.119-125
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    • 2013
  • In-line magnetron sputtering system을 사용하여 대면적($60{\times}60cm^2$) 소다라임 유리기판위에 투명전도성 ZnO(Al)와 ZnO(AlGa) 박막을 500 nm에서 1,450 nm까지 두께별로 증착하여 전기적, 광학적 특성을 연구하였다. XRD를 통해 c-축 방향성(002)을 가지고 성장된 것을 확인 하였다. Hall 특성 분석을 통해 이동도 및 캐리어 농도의 특성을 확인 하였으며, 그에 따른 ZnO(AlGa)의 비저항이 $9.03{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $7.83{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$으로 ZnO(Al) 보다 높게 나타났으며, 가시광선 영역에서 투과율은 87.6%에서 84.3%으로 나타났다. 따라서 ZnO(AlGa)는 전기적 특성이 우수하고 높은 투과율로 대면적용 투명전도성 재료로의 활용에 적합한 특성을 지닌 것을 확인 할 수 있었다.

RF magnetron sputtering으로 제조된 강 유전체 $SrBi_2Ta_2O_9$ 박막의 열처리 온도에 따른 특성 연구 (Characterization of Ferroelectric $SrBi_2Ta_2O_9$ Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering With Various Annealing Temperatures)

  • 박상식;양철훈;윤순길;안준형;김호기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.202-208
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    • 1997
  • Bi층 SrBi2Ta2O9(SBT)박막을 상온에서 rf magnetron sputtering에 의해 Pt/Ti/SiO2/Si기판위에 증착한 다음 산소 분위기 하에서 1시간동안 75$0^{\circ}C$, 80$0^{\circ}C$, 85$0^{\circ}C$로 열처리하였다. 타겟은 박막내의 Bi와 Sr의 부족을 보상하기 위해 20mole%의 Bi2O3와 30mole%의 SrCO3를 과잉으로 넣어 사용하였으며, 80$0^{\circ}C$로 열처리한 박막의 조성은 Sr0.7Bi2.0Ta2.0O9.0이었다. 200nm의 두께를 갖는 이 SBT박막은 치밀한 미세구조와, 1MHz의 주파수에서 210의 유전상수, 0.05의 유전손실을 나타내었고, 또한 100 kMz에서 32$0^{\circ}C$의 큐리온도를 나타냈으며 그 온도에서의 유전상수는 314이었다. 이 SBT박막의 잔류분극(2Pr)과 항전계(2Ec)값은 각각 인가전압 3V에서 9.1$\mu$C/$\textrm{cm}^2$과 85kV/cm이었고, 5V의 bipolar pulse 하에서 1010 cycle까지 피로현상이 나타나지 않았으며, 누설전류 밀도는 150kV/cm에서 7$\times$10-7A/$\textrm{cm}^2$의 값을 보였다. rf magnetron sputtering 으로 제조된 SBT박막은 비휘발성 메모리 소자에의 응용이 가능하다.

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Co/Pd 다층박막 수직기록매체에서 Ar 스퍼터링 압력이 자기적 성질에 미치는 영향 (Effects of Ar sputtering pressure on magnetic properties in Co/Pd multilayered perpendicular media)

  • 신재남;홍대훈;이택동
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.196-197
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    • 2002
  • 보편적으로 알려진 CoCr합금 수직기록매체의 경우, 기록매체에서 출력되는 신호의 크기가 작고 열적안정성이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 CoCr합금 수직기록매체를 대체할 기록 매체로 Co/Pd 다층박막에 관한 연구를 수행하였다. Co/Pt 및 Co/Pd계 다층박막은 수직배향성을 가지며 일찍부터 Magneto-optical 매체로 연구되었다. Co/Pd 다층박막은 자성재료와 비자성재료를 약 2~3개 원자층의 박막 두께(10$\AA$이하)로 번갈아 가며 진공증착한 것으로. CoCr합금계 수직기록매체에 비해 열적안정성이 뛰어나고 수직방향의 잔류 자화가 큰 장점을 가지고 있다. (중략)

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