일반적인 이온플레이팅은 전자빔 증착기와 플라즈마 발생장치의 조합으로 이루어져 있으며 박막 증착에 있어서 이온플레이팅은 기판에 입사하는 입자가 일반적인 전자빔 시스템의 경우보다 더 높은 에너지를 갖기 때문에 증착 되는 박막의 성질을 변화시킬 수 있다. 본 연구에서는 진공조 안에 플라즈마를 발생시키기 위하여 일반적인 전자빔 증착기에 RF 플라즈마 발생장치, 메칭박스. DC/RF 조정기와 RF 간섭 제거용 노이즈필터를 추가로 장착하였다. 이렇게 보완한 RF ...
일반적인 이온플레이팅은 전자빔 증착기와 플라즈마 발생장치의 조합으로 이루어져 있으며 박막 증착에 있어서 이온플레이팅은 기판에 입사하는 입자가 일반적인 전자빔 시스템의 경우보다 더 높은 에너지를 갖기 때문에 증착 되는 박막의 성질을 변화시킬 수 있다. 본 연구에서는 진공조 안에 플라즈마를 발생시키기 위하여 일반적인 전자빔 증착기에 RF 플라즈마 발생장치, 메칭박스. DC/RF 조정기와 RF 간섭 제거용 노이즈필터를 추가로 장착하였다. 이렇게 보완한 RF Plasma Assisted E-beam evaporator(PAEBE)는 10^(-4) - 10^(-5) torr의 비교적 고진공에서 증착이 이루어지므로 고순도 박막을 얻을 수 있고 고주파 이온플레이팅, HCD 이온플레이팅 및 활성화 반응 증착법 등의 다른 이온플레이팅법에 비해 장치가 간단하고 유지보수가 쉬운 장점이 있다. 본 장치에서는 3□10^(-5) torr 로 부터 7□10^(-5) torr까지의 높은 진공영역에서 600W까지 RF power를 기판에 직접 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있었고 이러한 고 진공 영역에서의 플라즈마 발생은 아직 보고된 바 없으며 현재 원인을 구명중이다. 실험과정에서 RF 플라즈마는 여러 주변기기에 영향을 주었으며 특히 전자빔의 전원을 제어하기 어려운 문제가 발생하였다. 이러한 간섭은 접지와 노이즈필터를 통해서 어느 정도 해결되었으나 완전히 제거하지는 못하였으며 지속적인 연구와 보완이 필요할 것으로 생각된다. 개발된 시스템을 평가하기 위해 대표적인 광학박막재료인 TiO₂를 유리판과 Si 위에 전자빔과 PAEBE를 통해 증착하고 증착층의 광학적 특성과 여러 물성들을 분석하였다. SEM과 AFM 분석결과 전자빔 증착으로 성장한 TiO₂박막들은 주로 주상정 구조를 가졌으며 비교적 거친 표면 형상을 보였고 반면에 PAEBE로 증착시킨 TiO₂박막들은 치밀하고 표면의 굴곡이 거의 없는 매끄러운 표면 형상을 보였다. ellipsometer로 측정한 굴절률과 스펙트로포토미터로 측정한 분광특성 결과 전자빔 증착으로 성장한 TiO₂박막들은 inhomogeneous 구조로 성장하였으며 굴절률은 2.24-2.32 정도를 나타냈으나 PAEBE에 의해 성장을 한 TiO₂박막들은 homogeneous 하였으며 굴절률은 2.41 - 2.44로 전자빔 증착에 의한 굴절률보다 높은 값을 나타내었다.
일반적인 이온플레이팅은 전자빔 증착기와 플라즈마 발생장치의 조합으로 이루어져 있으며 박막 증착에 있어서 이온플레이팅은 기판에 입사하는 입자가 일반적인 전자빔 시스템의 경우보다 더 높은 에너지를 갖기 때문에 증착 되는 박막의 성질을 변화시킬 수 있다. 본 연구에서는 진공조 안에 플라즈마를 발생시키기 위하여 일반적인 전자빔 증착기에 RF 플라즈마 발생장치, 메칭박스. DC/RF 조정기와 RF 간섭 제거용 노이즈필터를 추가로 장착하였다. 이렇게 보완한 RF Plasma Assisted E-beam evaporator(PAEBE)는 10^(-4) - 10^(-5) torr의 비교적 고진공에서 증착이 이루어지므로 고순도 박막을 얻을 수 있고 고주파 이온플레이팅, HCD 이온플레이팅 및 활성화 반응 증착법 등의 다른 이온플레이팅법에 비해 장치가 간단하고 유지보수가 쉬운 장점이 있다. 본 장치에서는 3□10^(-5) torr 로 부터 7□10^(-5) torr까지의 높은 진공영역에서 600W까지 RF power를 기판에 직접 인가하여 플라즈마를 발생시킬 수 있었고 이러한 고 진공 영역에서의 플라즈마 발생은 아직 보고된 바 없으며 현재 원인을 구명중이다. 실험과정에서 RF 플라즈마는 여러 주변기기에 영향을 주었으며 특히 전자빔의 전원을 제어하기 어려운 문제가 발생하였다. 이러한 간섭은 접지와 노이즈필터를 통해서 어느 정도 해결되었으나 완전히 제거하지는 못하였으며 지속적인 연구와 보완이 필요할 것으로 생각된다. 개발된 시스템을 평가하기 위해 대표적인 광학박막재료인 TiO₂를 유리판과 Si 위에 전자빔과 PAEBE를 통해 증착하고 증착층의 광학적 특성과 여러 물성들을 분석하였다. SEM과 AFM 분석결과 전자빔 증착으로 성장한 TiO₂박막들은 주로 주상정 구조를 가졌으며 비교적 거친 표면 형상을 보였고 반면에 PAEBE로 증착시킨 TiO₂박막들은 치밀하고 표면의 굴곡이 거의 없는 매끄러운 표면 형상을 보였다. ellipsometer로 측정한 굴절률과 스펙트로포토미터로 측정한 분광특성 결과 전자빔 증착으로 성장한 TiO₂박막들은 inhomogeneous 구조로 성장하였으며 굴절률은 2.24-2.32 정도를 나타냈으나 PAEBE에 의해 성장을 한 TiO₂박막들은 homogeneous 하였으며 굴절률은 2.41 - 2.44로 전자빔 증착에 의한 굴절률보다 높은 값을 나타내었다.
In general, ion plating system is composed of a combination of e-beam evaporator and plasma generating system and in the case that such an ion plating system is applied for film deposition, film properties of the deposited films can be modified because the particles incident on the substrate have a ...
In general, ion plating system is composed of a combination of e-beam evaporator and plasma generating system and in the case that such an ion plating system is applied for film deposition, film properties of the deposited films can be modified because the particles incident on the substrate have a higher energy compared with a conventional e-beam system. In this study, the conventional e-beam evaporator has been rebuilded to produce plasma in the reaction chamber and for this purpose, the rf plasma generator, matching box, DC/RF control box, and rf noise filter to void rf interruption are additively fabricated in the conventional e-beam evaporator. This rf plasma assisted e-beam evaporator (PAEBE) has an advantage which high purity films can be obtained as the film deposition is carried out in relatively high vacuum of 10^(-4)-10^(-5) torr. In addition, this system has additional merits that the apparatus configuration is simple and the maintenance is ease, compared with other plasma assisted systems such as high frequency coil ion plating, HCD ion plating, and ARE. In our system, plasma can be generated even in high vacuum region between 3□10^(-5) and 7□10^(-5) torr and the high power of up to 600 watt can be applied on the substrate. To my knowledge, plasma generation in this high vacuum region has not yet been reported and also, the mechanism for this is being investigated at present. However, when rf plasma was ignited, peripheral devices were affected by rf plasma and especially, e-beam power control was significantly difficult. Though this interruption problem was somewhat solved by ground shield and noise filter, the continuous research and improvement is needed to completely solve this problem. To evaluate the system developed, TiO₂thin films having a wide applications as a optical material were deposited on glass and Si substrates using e-beam evaporator and PAEBE. The correlations between the preparation parameters and material properties were investigated. SEM and AFM observation results indicated that the TiO₂thin films deposited by e-beam evaporation had a columnar structure and rough surface morphology and while, the TiO₂thin films deposited by PAEBE had very dense structure and smooth surface morphology. Refractive index and optical spectra measured by ellipsometer and spectrophotometer also represents that TiO₂thin films grown by e-beam evaporation are very inhomogeneous and have low refractive index values in the range of 2.24-2.32,. Whereas, TiO₂films deposited by PAEBE are homogeneous and have a higher refractive index values in the range of 2.41-2.44 than those grown by e-beam evaporation.
In general, ion plating system is composed of a combination of e-beam evaporator and plasma generating system and in the case that such an ion plating system is applied for film deposition, film properties of the deposited films can be modified because the particles incident on the substrate have a higher energy compared with a conventional e-beam system. In this study, the conventional e-beam evaporator has been rebuilded to produce plasma in the reaction chamber and for this purpose, the rf plasma generator, matching box, DC/RF control box, and rf noise filter to void rf interruption are additively fabricated in the conventional e-beam evaporator. This rf plasma assisted e-beam evaporator (PAEBE) has an advantage which high purity films can be obtained as the film deposition is carried out in relatively high vacuum of 10^(-4)-10^(-5) torr. In addition, this system has additional merits that the apparatus configuration is simple and the maintenance is ease, compared with other plasma assisted systems such as high frequency coil ion plating, HCD ion plating, and ARE. In our system, plasma can be generated even in high vacuum region between 3□10^(-5) and 7□10^(-5) torr and the high power of up to 600 watt can be applied on the substrate. To my knowledge, plasma generation in this high vacuum region has not yet been reported and also, the mechanism for this is being investigated at present. However, when rf plasma was ignited, peripheral devices were affected by rf plasma and especially, e-beam power control was significantly difficult. Though this interruption problem was somewhat solved by ground shield and noise filter, the continuous research and improvement is needed to completely solve this problem. To evaluate the system developed, TiO₂thin films having a wide applications as a optical material were deposited on glass and Si substrates using e-beam evaporator and PAEBE. The correlations between the preparation parameters and material properties were investigated. SEM and AFM observation results indicated that the TiO₂thin films deposited by e-beam evaporation had a columnar structure and rough surface morphology and while, the TiO₂thin films deposited by PAEBE had very dense structure and smooth surface morphology. Refractive index and optical spectra measured by ellipsometer and spectrophotometer also represents that TiO₂thin films grown by e-beam evaporation are very inhomogeneous and have low refractive index values in the range of 2.24-2.32,. Whereas, TiO₂films deposited by PAEBE are homogeneous and have a higher refractive index values in the range of 2.41-2.44 than those grown by e-beam evaporation.
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#RF Plasma Assisted E-beam Evaporation System 금속공학
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