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제안 방법
- ZnO 박막의 인가전력에 따른 결정성 및 O축 우선배향성 정도를 분석하기 위해서 8/28의 XRD 분석을 하였고, 그 결과를 그림 3에 나타내었다. 각 인가전력에 대한 정확한 분석을 위하여 ZnO 박막의 두께는 약 6000 A으로 고정하였다.
- 각 증착 조건에서 제작된 ZnO 박막의 두께는 Tencor의 Alpha-step 200을 이용하여 측정한 다음 SEM으로 측면 사진을 찍어 두께를 보정하였다. 또한, Ar/Qj 혼합가스 비, RF전력 등의 증착 변수에 따른 ZnO 박막의 구조적 특성을 분석하기 위해 X-ray diffractometer를 이용 결정성 및 우선배향성을 조사하였다.
- 막층의 표면을 조사하기 위해 주사전자 현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 그리고 ZnO 박막의 평활도는 AFM으로 분석하였고 전기적 특성 변화를 분석하기 위해 Pt 기판 위에 ZnO박막을 증착한 다음 de sputter system을 이용하여 상부 전극으로 A1 을 15분간 1000 A 두께로 증착한 후 RT66A 프로그램을 사용하여 각각 증착 조건에 따른 저항을 구한 다음 비저항을 계산하였다.
- 증착전 챔버 내 불순물을 최대로저]거하기 위해 챔버의 초기 진공도는 로터리 및 확산펌프를 이용하여 牛10-6 Torr를 유지한 후 반응성 가스인 고순도의 Ar/O2 혼합가스의 비율을 변화시키며 챔버 내로 주입하였다. 그리고 타겟 표면에 형성된 불순물과 초기의 불안정한 상태의 플라즈마를 안정화시키기 위해 shutter를 닫은 상태에서 기판 홀더를 타겟으로부터 180°회전시키고 각각 30분씩 pre-sputtering을 하였으며, 그 후에 타겟과 기판 홀더를 일직선으로 정렬한 다음 shutter를 열어 ZnO박막을 증착하였다. ZnO 박막은 4 inch ZnO 타겟(99.
- 보정하였다. 또한, Ar/Qj 혼합가스 비, RF전력 등의 증착 변수에 따른 ZnO 박막의 구조적 특성을 분석하기 위해 X-ray diffractometer를 이용 결정성 및 우선배향성을 조사하였다. 이때 X-ray 는 Cu ka line(=1.
- ZnO 압전 브}. 막층의 표면을 조사하기 위해 주사전자 현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 그리고 ZnO 박막의 평활도는 AFM으로 분석하였고 전기적 특성 변화를 분석하기 위해 Pt 기판 위에 ZnO박막을 증착한 다음 de sputter system을 이용하여 상부 전극으로 A1 을 15분간 1000 A 두께로 증착한 후 RT66A 프로그램을 사용하여 각각 증착 조건에 따른 저항을 구한 다음 비저항을 계산하였다.
- 성장한 결정립의 형상이 치밀하고 매끄러울 수톡 증착된 박막의 우선 배향성이 우수하게 나타난다.본 실험에서는 인가전력 150 W, 기판 온도 200 ℃, 타겟과 기판과의 거리 40 mm의 증착 조건에서 아르곤과 산소의 혼합비 변화에 따라 제작된 ZnO박막의 결정성 및 표면 현상의 관계를 살펴보기 위해 가스 혼합비 변화에 따라 제작된 박막의 표면 현상 및 roughness 변화량을 AFM 분석으로 조사하였으며 그 결과는 그림 7에 나타내었다. 증착된 박막의 표면 거칠기는 아르곤과 산소의 혼합비가 50/50에서 약 28.
- 본 연구에서는 SAW 필터에 응용이 가능한 ZnO박막을 C-축 방향으로 실리콘(Si 100) 기판 위에 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 증착하였다. 스퍼터링 증착 시 박막의 C-축 배 향성에 영향을 크게 미치는 RF 전력 및 Ar/O2 에 따른 O축 배향성과 결정화 양상의 관계를 X선 회절법과 전자현미경 및 AFM으로 분석함으로서 SAW필터의 응용에 적합한 증착 조건을 제시하고자 한다.
- 증착전 챔버 내 불순물을 최대로저]거하기 위해 챔버의 초기 진공도는 로터리 및 확산펌프를 이용하여 牛10-6 Torr를 유지한 후 반응성 가스인 고순도의 Ar/O2 혼합가스의 비율을 변화시키며 챔버 내로 주입하였다. 그리고 타겟 표면에 형성된 불순물과 초기의 불안정한 상태의 플라즈마를 안정화시키기 위해 shutter를 닫은 상태에서 기판 홀더를 타겟으로부터 180°회전시키고 각각 30분씩 pre-sputtering을 하였으며, 그 후에 타겟과 기판 홀더를 일직선으로 정렬한 다음 shutter를 열어 ZnO박막을 증착하였다.
대상 데이터
- 그리고 타겟 표면에 형성된 불순물과 초기의 불안정한 상태의 플라즈마를 안정화시키기 위해 shutter를 닫은 상태에서 기판 홀더를 타겟으로부터 180°회전시키고 각각 30분씩 pre-sputtering을 하였으며, 그 후에 타겟과 기판 홀더를 일직선으로 정렬한 다음 shutter를 열어 ZnO박막을 증착하였다. ZnO 박막은 4 inch ZnO 타겟(99.999 %)을 이용하여 조건을 변화시키면서 기초 실험을 한 후 양호한 조건인 스퍼터링 압력 10 mTorr, 기판 온도 200 ℃, 기판-타겟의 거리 40 mm에서 Ar/6가스 비, RF 전력을 변화시키면서 Si (100) 기판 위에 ZnO박막을 증착하였다. 증착 조건은 표 1 과 같다.
- 본 연구에서 사용된 기판은 Si (100)으로 박막성장의 기저면인 기판 오염은 ZnO 박막성장에 영향을 미칠 수 있으므로 이물질을 제거하기 위하여 아세톤, 알코올, 증류수 속에서 각각 10분간 초음파 세척을 한 후 질소를 이용해 송풍 건조하였다. 증착전 챔버 내 불순물을 최대로저]거하기 위해 챔버의 초기 진공도는 로터리 및 확산펌프를 이용하여 牛10-6 Torr를 유지한 후 반응성 가스인 고순도의 Ar/O2 혼합가스의 비율을 변화시키며 챔버 내로 주입하였다.
- 그러므로 스퍼터법으로 박막 제조 시에는 증착 조건의 변화 즉, RF전력, 기판 온도, Ar/Oz 가스비, 스퍼터링 압력, 기판과 타겟 사이의 거리등에 따라 우선 배향의 특성이 변하게 되며 증착 변수에 따른 C-축 배향성의 평가는 중요한 의미를 가진다〔5-7]. 본 연구에서는 SAW 필터에 응용이 가능한 ZnO박막을 C-축 방향으로 실리콘(Si 100) 기판 위에 RF 마그네트론 스퍼터링법으로 증착하였다. 스퍼터링 증착 시 박막의 C-축 배 향성에 영향을 크게 미치는 RF 전력 및 Ar/O2 에 따른 O축 배향성과 결정화 양상의 관계를 X선 회절법과 전자현미경 및 AFM으로 분석함으로서 SAW필터의 응용에 적합한 증착 조건을 제시하고자 한다.
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