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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김경환
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 가천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
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본 논문은 고품질 ITO 박막을 제작하기 위하여 대향 타겟식 스퍼터링 장치의 캐소드의 최적화 설계하여 제작하였다. 최적화된 캐소드를 장착하여 불활성 가스 (Ar, Kr)와 반응성 가스 (O2)를 이용하여 ITO 박막을 제작하였다. 스퍼터링 장치내에서 구속 자계는 방전 플라즈마를 제어하기 때문에 박막의 성장에 중요한 역할을 한다. 캐소드 내부에 장착되어 있는 영구자석 (Nd-Fe-B)의 형태 및 배열에 따른 구속 자계 분포를 시뮬레이션 (COMSOL Multiphysics)을 통하여 3D 모델링을 하였다. 시뮬레이션으로 구현한 두 캐소드 사이의 자기장 세기 및 분포도 결과와 실제 방전 실험을 통해서 일치함을 확인하였다. 또한 다양한 형태의 자석 후보군 선정하고 시뮬레이션 모델링 결과, 口자형의 캐소드가 최적화된 캐소드임을 확인하였다. 마지막으로 최적화된 캐소드를 대향 타겟식 스퍼터링 장치에 장착하고, 다양한 혼합가스 (Ar+Kr1), Ar+O22), Kr+O23))을 이용하여 ITO 박막을 제작하고, 특성을 분석하였다. 그 결과, Ar+Kr 혼합가스 사용 시1), Kr 100 [%]에서 이동도가 1.38 [cm2/V·s], 비저항 0.0501 [Ω-cm], 투과율 45 [%] 이상인 ITO 박막을 얻을 수 있었다. Ar+O2 혼합가스를 사용 시2), O2 가스 유량 0.04 [%]에서 이동도 38.1 [cm2/V·s], 가장 낮은 비저항 3.79×10-4 [Ω-cm], 투과율 80 [%] 이상인 ITO 박막을 얻을 수 있었다. 특히 Kr+O2 혼합가스를 사용 시3), O2 0.07[%]에서 이동도가 33.3 [cm2/V·s]로 증가, 가장 낮은 비저항 5.16×10-4 [Ω-cm], 투과율 85 [%] 이상인 비정질 ITO 박막이 제작되었음 확인하였다.
목차
목 차제 1 장 서 론 1제 2 장 관계이론 3제 1절 ITO (Indium Tin Oxide) 3제 1항 ITO 박막의 구조적 특성 3제 2항 ITO 박막의 전기적 특성 7제 3항 ITO 박막의 광학적 특성 9제 2절 박막 제작 11제 1항 박막 제작 방법 11제 2항 박막 형성 13제 3항 스퍼터링 (Sputtering)법 161. 스퍼터링 (Sputtering) 원리 162. 대향 타겟식 스퍼터링(Facing target sputtering, FTS) 173. 스퍼터링시 공정변수 19제 3 장 실험방법 및 측정 22제 1절 실험방법 22제 2절 제작된 박막 특성 평가 23제 1항 전기적 특성평가 231. 면저항측정기 232. 홀효과측정기 23제 2항 광학적 특성평가 241. 분광광도계 242. 자외선광전자분광기 24제 3항 결정학적 특성평가 251. X선회절분석기 25제 4항 구조적 특성평가 261. 두께 측정 262. 전계방출형 주사전자현미경 26제 4 장 실험 결과 및 고찰 27제 1절 최적화 캐소드 제작 27제 1항 시뮬레이션을 이용한 내부 구속 자계 모델링 271. 캐소드 설계 및 시뮬레이션 모델링 272. 내부 구속 자기장 해석 29제 2항 최적화 캐소드 설계 및 제작 31제 2절 Ar+Kr 혼합가스에 따른 ITO 박막 특성 변화 32제 1항 Kr/(Ar+Kr) 유량에 따른 박막 특성 32제 3절 산소 유량에 따른 ITO 박막 특성 변화 43제 1항 O2/(Ar+O2) 유량에 따른 박막의 특성 43제 2항 O2/(Kr+O2) 유량에 따른 박막의 특성 51제 5 장 결 론 58제 6 장 참 고 문 헌 60제 7 장 영 문 초 록 64
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