스퍼터링 박막 증착 공정에서 산화물 타겟으로부터 발생하는 산소의 진단 및 제어에 관한 연구 :Study on diagnostic and control for occurred oxygen from oxide target for sputtering process

최진우

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최진우 (광운대학교, 광운대학교 대학원)

지도교수: 권기청

발행연도: 2017

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

스퍼터링 박막 증착 공정에서 산화물 타겟으로부터 발생하는 산소의 진단 및 제어에 관한 연구

최진우 전자바이오물리학과 2017.01 학위논문

2015

산화물 박막 증착 시 발생하는 산소 음이온 측정

최진우 , 박혜진 , 조태훈 외 4명 한국진공학회 학술발표회초록집 2015.08 학술대회자료

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기존의 실리콘 반도체를 대체할 차세대 반도체로 각광 받는 산화물반도체는 비정질상태(Amorphous)에서도 높은 전하 이동도(Mobility)를 갖고, 비정질산화물을 통해 높은 전기전도도와, 광투과율을 가지는 투명전도성산화물(TCO : Transparent Conductive Oxide) 형성이 가능하여 디스플레이와 태양전지 분야에서 투명전극으로 널리 사용되고 있다[1].
산화물반도체의 기초가 되는 산화물박막의 물성을 결정하는 변수로는 기판 온도, 압력, 인가 전원 그리고 산소 유량이 있다[2]. 최근 학계에서는 산화물박막의 연구가 진행됨에 따라 산화물 스퍼터링 타겟(Target)에서 산소가 발생 할 것이며, 발생한 산소가 박막 물성에 영향을 줄 수도 있다는 의견이 제시되어왔다. 또한 산소로부터 생성된 음이온이 양극으로 가속하여 기판과 충돌, 박막 손상을 야기할 수 있다는 견해역시 존재해 왔다.
본 연구에서는 발광분광분석법(OES : Optical Emission Spectroscopy)과 사중극자질량분석기(QMS : Quadrupole Mass Spectroscopy)를 이용하여 스퍼터링 공정에서 산화물 타겟으로부터 발생하는 산소를 확인하고 정량적으로 평가 하였고, PID Control(비례/미분/적분 제어)를 이용한 고급공정제어(APC : Advanced Process Control)를 통해 산화물 타겟에서 발생한 산소를 제어하였다. 또한 산소음이온에 의한 박막손상을 평가할 수 있는 음이온에너지분석장치(Negative Ion Energy Analyzer)를 구성하고, 산소음이온의 유무와 그 에너지를 측정해 보았다.

제 1장 서론 1
제 2장 스퍼터링(Sputtering)공정에서 산화물 타겟(Target)으로부터 발생하는 산소유량의 정량적 평가 4
2.1 실험이론 4
2.1.1 진공증착공정 4
2.1.2 발광분광분석법(OES : Optical Emission Spectroscopy) 12
2.1.3 사중극자질량분석기 (QMS : Quadrupole Mass Spectroscopy) 15
2.1.4 질량분해능 ·20
2.2 실험장치 및 실험방법 21
2.3 결과 및 고찰 23
제 3장. 고급공정제어(APC)를 이용한 산소유량제어 29
3.1 서론 29
3.2 실험이론 30
3.2.1 고급공정제어 (APC : Advanced Process Control) 27
3.2.2 비례/적분/미분 제어기 (PID Control) 32
3.3 실험장치 및 실험방법 35
3.3.1 공정장비(Process Equipment) 35
3.3.2 고급공정제어(Advanced Process Control) 시스템 36
3.3.3 실험방법 37
3.4 결과 및 고찰 39
제 4장. 음이온에너지분석기(NIEA : Negative Ion Energy Analyzer) 47
4.1 서론 47
4.2 실험장치 및 실험방법 49
4.3 결과 및 고찰 57
제 5장 결론 63

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