KR100674031B1 - 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판상에 박막을 증착시키기 위한 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방전 개시를 위한 트리거 전압의 필요없이 주방전이 가능함은 물론, 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮출 수 있고, 그 구성이 간단하여 유지 및 보수가 용이한 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 플라즈마 건은 방전이 개시되면 열전자를 발생시키는 주전극과, 상기 주전극을 가열하여 방전이 개시되도록 하기 위한 보조전극과, 상기 보조전극의 (+)단자 및 (-)단자에 각각 양 전위와 음 전위의 전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부 및 양극에는 양 전위의 전원을 인가하고, 상기 보조전극의 (-)단자와 공통접점된 상기 주전극에는 음 전위의 전원을 인가하기 위한 주전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착용 플라즈마 건은 전도성 재질의 음극 몸체와, 상기 음극 몸체의 일측면에 장치되어 플라즈마 빔의 방전로를 형성하되, 열전자 방출 면적을 높일 수 있도록 내측면으로부터 돌출된 중공형상의 방전판을 구비한 방전관 및 상기 방전관의 내측에 장치되고, 보조 전원을 공급받아 가열됨에 따라 상기 방전관에서 열전자가 방출되도록 하기 위한 보조전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
플라즈마, 주전원 공급부, 보조전원 공급부, 공통접점, 방전관, 주전극

Description

박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치{Plasma gun for thin film deposition and thin film deposition apparatus thereof}
도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 건을 포함한 박막 증착 장치를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 건을 포함한 박막 증착 장치를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 건을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 건을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110, 210, 310, 410: 플라즈마 건 111, 211, 311, 411: 음극 몸체
115, 215: 주전극보조부 118, 218, 318, 418: 주전극
114, 214, 314, 414: 보조전극 113, 213, 313, 413: 방전관
120, 220: 보조 양극부 130, 230; 챔버
140, 240: 주전원 공급부 150, 250: 보조전원 공급부
본 발명은 기판상에 박막을 증착시키기 위한 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 방전 개시를 위한 트리거(trigger) 전원의 필요없이 주방전이 가능함은 물론, 초기 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮출 수 있고, 그 구성이 간단하여 유지 및 보수가 용이한 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 박막 증착 장치로서는, 이온 도금장치 및 플라즈마 CVD(화학증착)장치가 있으며, 이중 이온 도금장치는 아크 방전형태의 압력 가변식 플라즈마 공급원 및 HCD(Hollow cathode discharge) 플라즈마 공급원을 이용한 형태 등이 주로 사용되고 있다.
이러한 분위기에서, HCD 플라즈마 공급원을 이용한 박막 증착 장치는, 플라즈마 건으로부터 플라즈마 빔을 발생시켜 챔버내의 허어스(hearth) 상에 놓여진 증발물질을 증발 및 이온화시킴에 따라 음 전위의 바이어스가 인가된 기판의 표면에 박막을 성층시킨다.
이하, 상기한 바와 같은 플라즈마 건을 포함한 박막 증착 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 건을 포함한 박막 증착 장치를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 박막 증착 장치(100)는 크게 플라즈마 빔을 발생 시키기 위한 플라즈마 건(110)과, 플라즈마 빔이 확산되어 방전이 불안정해 지는 것을 방지할 수 있도록 상기 플라즈마 빔을 집속 시키기 위한 보조 양극부(120), 및 플라즈마 빔에 의해 박막 증착 물질(혹은, 증발물질)을 이온화시키기 위한 진공챔버(130)를 포함하여 구성된다.
이를 위해, 플라즈마 건(110)은 전도성 재질의 음극 몸체(111)와, 상기 음극 몸체(111)의 일측면에 장치되어 외부 환경과의 접촉을 방지하기 위한 플라즈마 튜브(112)와, 상기 플라즈마 튜브(112)의 내측에서 음극 몸체(111)와 전기적으로 연결 설치된 방전관(113)과, 상기 방전관(113) 내에 장치되어 방전이 개시되도록 하기 위한 보조 전극(114)인 필라멘트와, 상기 필라멘트에 인접 설치되며 당해 필라멘트의 가열에 의해 열전자(혹은, '플라즈마 빔'이라고도 함)를 방출시키는 주전극(118)인 HCD 탄탈(Tatalum)봉, 및 상기 주전극(118)에 보조하여 열전자를 방출시키는 주전극보조부(115)인 LaB6(lanthanum hexaboride) 등을 포함하여 구성되며, 이때 HCD 탄탈봉은 주전극(118)으로서의 역할을 물론, 외부로부터 아르곤(Ar) 등과 같은 방전가스가 주입될 수 있도록 중공형상으로 이루어져 있다.
보조 양극부(120)는 상기 방전관(113)의 플라즈마 빔 방출부 측에 설치된 제 1 그리드(121) 및 제 2 그리드(122)를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 그리드(121, 122)의 내부에는 영구자석 또는 솔레노이드(미도시) 등을 설치하여 방전관(113)으로부터 방출되는 플라즈마 빔을 자기장에 의해 집속 또는 안내할 수 있도록 구성된다.
그리고, 진공챔버(130)는 외부로부터 혼합가스가 주입되는 가스 주입관(131) 과 내부의 진공 상태 유지를 위한 가스 배출관(132)과, 상기 플라즈마 빔에 의해 용융 및 증발되는 증발물질이 놓여지는 허어스(hearth, 133), 및 상기 플라즈마 빔에 의해 이온화된 증발물질이 박막 성층되는 기판이 놓여지는 기판 홀더(미도시) 등을 포함하여 구성된다.
한편, 상기한 플라즈마 건(110)에는, 보조 전극(114)인 필라멘트를 가열시켜 방전이 개시될 수 있도록, 스위치(151) 온 시 각각 절연체에 의해 절연되어 음극 몸체(111)를 관통하여 설치된 상기 필라멘트의 (+)단자(117a) 및 (-)단자(117b)에 전원을 공급하는 보조전원 공급부(150)와, 스위치(141, 143) 및 저항기(142, 144)를 통해 상기 제 1 및 제 2 그리드(121, 122)에 전원을 공급함은 물론, 음극 몸체(111)에 음 전위의 전원을 인가하고 양극(anode)인 허어스(133)에 양 전위의 전원을 공급하여 방전이 유지될 수 있도록 하기 위한 주전원 공급부(140)를 더 포함한다.
그러나, 이상과 같은 주전원 공급부(140)와 보조전원 공급부(150)에 의하면 높은 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 필요로 한다는 문제점이 있었다. 즉, 주전원 공급부(140)와 보조전원 공급부(150)가 서로 전기적으로 분리되어 있어, 보조전원에 의해 주전극(118)인 HCD 탄탈봉은 쉽게 예열시킬 수 있지만, 주전원 공급부(140)는 방전의 개시를 위해서 600[V] 정도의 고전압(즉, 트리거 전압)을 필요로 한다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 일시적으로 높은 값을 갖는 트리거 전원에 의해 플라즈마 튜브(112) 및 방전관(113) 등의 수명이 짧아진다는 문제점이 있었다.
또한, 주전극보조부(115)로 사용되는 LaB6는 일종의 세라믹 재질로써 높은 열이 가해지면 크랙(crack)이 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다.
나아가, 중공 원판 형상의 LaB6를 고정함은 물론, 당해 LaB5의 노출면적이 최대가 될 수 있도록 하기 위해 텅스텐 재질 등의 스페이서(spacer, 116) 및 와셔(washer, 미도시) 등을 더 포함하여야 함에 따라 그 구조가 복잡해지고 유지 보수가 어렵다는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하여, 방전 개시를 위한 트리거 전압의 필요없이 주방전이 가능함은 물론, 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮출 수 있고, 그 구성이 간단하여 유지 및 보수가 용이한 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치를 제공하고자 한다.
이를 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 박막 증착용 플라즈마 건은 방전이 개시되면 열전자를 발생시키는 주전극과, 상기 주전극을 가열하여 방전이 개시되도록 하기 위한 보조전극과, 상기 보조전극의 (+)단자 및 (-)단자에 각각 양 전위와 음 전위의 전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부 및 양극(anode)에는 양 전위의 전원을 인가하고, 상기 보조전극의 (-)단자와 공통접점된 상기 주전극에는 음 전위의 전원을 인가하기 위한 주전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 주전극은 중공형상의 방전관 내에 장치된 HCD 탄탈봉이고, 상기 보조전극은 필라멘트로써 상기 방전관 내에서 상기 주전극에 인접하여 장치되고, 상기 양극은 챔버내에 장치된 허어스(hearth)이며, 상기 주전원 공급부와 보조전원 공급부의 공통접점는 상기 (-)단자를 상기 주전극과 전기적으로 접촉된 음극 몸체에 관통하여 설치함에 따라 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 주전극을 보조하여 열전자를 발생시키는 주전극보조부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주전극보조부는 LaB6, 탄탈륨(Tantalum), 텅스텐(tungsten), 또는 라듐(radium) 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착용 플라즈마 건은 전도성 재질의 음극 몸체와, 상기 음극 몸체의 일측면에 장치되어 플라즈마 빔의 방전로를 형성하되, 열전자 방출 면적을 높을 수 있도록 내측면으로부터 돌출된 중공형상의 방전판을 구비한 방전관 및 상기 방전관의 내측에 장치되고, 보조 전원을 공급받아 가열됨에 따라 상기 방전관에서 열전자가 방출되도록 하기 위한 보조전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 방전판을 포함한 방전관은 열전자 방출 계수가 큰 몰리브덴(molybdenum)으로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 방전관 내에 형성된 방전판에는, 방전면적 및 플라즈마 빔 방전로가 넓어질 수 있도록, 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 갭이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조전극의 (+)단자 및 (-)단자에 각각 양 전위와 음 전위의 전 원을 공급하기 위한 보조전원 공급부, 및 양극(anode)과 상기 보조전극의 (-)단자와 공통접점된 상기 주전극에 각각 양 전위와 음 전위의 전원을 공급하기 위한 주전원 공급부를 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명에 따른 박막 증착 장치는 상술한 바와 같은 박막 증착용 플라즈마 건을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막 증착용 플라즈마건 및 박막 증착 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 플라즈마 건을 포함한 박막 증착 장치를 설명하기 위한 개략 구성도이다. 단, 이하에서는 종래기술과 동일한 부분에 대한 중복적 설명은 가급적 생략하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치(200)는 크게 플라즈마 빔을 발생시키기 위한 플라즈마 건(210)과, 상기 플라즈마 건(210)으로부터 방출되는 플라즈마 빔을 집속 시키기 위한 보조 양극부(220)와, 상기 플라즈마 빔에 의해 박막 증착 물질(혹은, 증발물질)을 이온화시키기 위한 진공챔버(230)를 포함하여 구성된다.
이를 위해, 플라즈마 건(210)은 스테인레스 등과 같은 전도성 재질의 음극 몸체(211)와, 상기 음극 몸체(211)의 일측면에 장치된 플라즈마 튜브(212)와, 상기 음극 몸체(211)와 전기적으로 연결되도록 설치된 방전관(213)과, 방전이 개시되도록 하기 위한 보조 전극(214)인 필라멘트와, 상기 필라멘트의 가열에 의해 고온의 열을 공급받아 열전자를 방출시켜 주전극(218)의 역할을 함은 물론, 방전가스를 주 입시킬 수 있도록 중공형상으로 이루어진 HCD 탄탈봉, 및 상기 주전극(218)인 HCD 탄탈봉에 보조하여 열전자를 방출시키는 주전극보조부(215) 등을 포함하여 구성된다.
보조 양극부(220)는 방전관(213)의 플라즈마 빔 방출부 측에 설치된 제 1 그리드(221) 및 제 2 그리드(222)를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 그리드(221, 222)의 내부에는 영구자석 또는 솔레노이드(미도시) 등을 설치하여 방전관(213)으로부터 방출되는 플라즈마 빔을 자기장에 의해 집속 또는 안내할 수 있도록 구성된다.
그리고, 진공챔버(230)는 외부로부터 혼합가스가 주입되는 가스 주입관(231)과 내부의 진공 상태 유지를 위한 가스 배출관(232)과, 플라즈마 빔에 의해 용융 및 증발되는 증발물질이 놓여질 수 있도록 함과 동시에 양극(anode) 역할을 하는 허어스(233), 및 플라즈마 빔에 의해 이온화된 증발물질이 박막 성층되는 기판이 놓여지는 기판 홀더(미도시) 등을 포함하여 구성된다.
이러한 구성에 있어, 본 발명은 종래 기술과 차별적으로, 보조전극(214)인 필라멘트에 보조 전원이 공급되어 가열됨에 따라 주전극(215)에서의 방전 개시가 이루어질 수 있도록 상기 필라멘트의 (+)전극(217a)과 (-)전극(217b)은 스위치(251)을 통해 보조전원 공급부(250)와 연결되되, (+)전극(217a)은 음극 몸체(211)와 전기적으로 접촉되지 않도록 구성되고, (-)전극(217b)은 음극 몸체(211)와 전기적으로 접촉되도록 구성된다.
즉, 음극 몸체(211)를 관통하여 장치된 (+)전극(217a)과 (-)전극(217b) 중, (+)전극(217a)의 외측에는 절연체가 도포된 상태에서 상기 음극 몸체(211)를 관통 하도록 하고, (-)전극(217b)은 상기한 바와 같은 절연체를 도포하지 아니하고 음극 몸체(211)와 전기적으로 접촉하면서 관통 설치되도록 한다.
이때, 음극 몸체(211)와 진공챔버(230)내의 허어스(233)에는, 방전이 유지할 수 있도록 각각 음 전위와 양 전위를 갖는 주전원이 인가되는데, 음극 몸체(211)와 필라멘트(214)의 (-)전극(217b)은 상술한 바와 같이 서로 전기적으로 연결되어 있어 결과적으로는 주전원 공급부(240)의 음 전위측과 보조전원 공급부(250)의 음전위측이 공통접점 되어 있는 상태가 된다.
따라서, 주전극(218)의 예열을 위하여 보조 전원 공급부(250)의 스위치(151)를 온 시키면, 보조전원이 필라멘트의 양단에 각각 연결된 (+)전극(217a)과 (-)전극(217b)은 물론, 주전극(218)과 필라멘트 사이에도 보조전원이 인가된다. 아울러, 방전의 개시 및 유지를 위해 주 전원 공급부(240)의 스위치(245)를 온 시키면, 음극 몸체(211)와 허어스(233) 사이는 물론, 필라멘트의 (-)전극(217b)과 허어스(233) 사이에도 주전원이 인가된다.
그 결과, 별도의 트리거 전압없이 방전의 개시가 가능함은 물론, 초기 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮출 수 있게 된다. 이는 정확한 이유가 판명되고 있지는 않고 있으나, 초기 방전시 필라멘트의 양단에 연결된 (+)전극(217a)과 (-)전극(217b)에 전원이 인가됨과 동시에 공통접점된 음극 몸체(211)에도 음 전위의 보조 전원이 인가됨에 따라 당해 음극 몸체(211)에 일종의 벽전하(wall charge)가 충전되고, 방전 유지시에는 음극 몸체(211)와 허어스(233)에 주 전원이 인가됨과 동시에 공통접점된 (-)전극(217b)을 통해 보조전극(214)인 필라멘트에 음 전위의 주전원이 인가됨에 따라 상기한 바와 같은 벽전하가 충전되기 때문인 것으로 판단된다.
한편, 플라즈마 건(210)은 초기 방전시 보조전극인 필라멘트(214)가 가열되어 인접 설치된 주전극(218)인 HCD 탄탈봉에 고온의 열이 전달됨에 따라 당해 HCD 탄탈봉으로부터 열전자가 방출되고 결국은 플라즈마 빔이 방전관(213)을 따라 방출되도록 구성되는데, 이때 증발물질의 증발 및 이온화를 위해서는 150[A]~200[A] 정도의 대전류 플라즈마 빔이 필요하여, 주전극(218)인 HCD 탄탈봉을 보조하여 열전자를 방출시킬 수 있도록, 열전자 방출 계수가 매우 큰 LaB6가 주전극보조부(215)로써 사용되어지고 있다.
그러나, 상기한 LaB6는 일종의 세라믹 재질로써 고온의 열이 가해지면 중공 원판 형상을 갖는 LaB6에 크랙(crack)이 발생되기 쉬우므로, 상기 주전극보조부(215)는 열전자 방출계수가 크면서도 크랙은 잘 발생하지 않는 탄탈륨(Tantalum), 텅스텐(tungsten), 또는 라듐(radium) 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 그 구성이 간단한 플라즈마 건에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 건을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 건(310)은, 스테인레스 등과 같은 전도성 재질의 음극 몸체(311)와, 상기 음극 몸체(311)의 일 측면에 장치된 석영 재질 등의 플라즈마 튜브(312)와, 음극 몸체(311)와 전기적으로 연결 설치되되 내측에 방전판(313a)이 형성된 방전관(313)과, 상기 방전관(313) 내에 장치되어 초기 방전이 일어날 수 있도록 하기 위한 보조 전극(314)인 필라멘트, 및 열전자를 방출시켜 주전극(318)의 역할을 함은 물론, 방전가스를 주입시킬 수 있도록 중공형상으로 이루어진 HCD 탄탈봉 등을 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에서는 방전관(313)의 내측면으로부터 돌출된 원판의 형상의 방전판(313a)을 더 구비한 대신, 상술한 LaB6, 탄탈륨, 텅스텐, 또는 라듐 등과 같은 재질로 이루어진 주전극보조부(도 2의 215)는 별도로 포함하고 있지 않다.
이는, 상기 방전관(313)이 플라즈마 빔의 방전로를 형성하는 역할을 함과 동시에 상기 주전극보조부(도 2의 215)의 역할 역시 할 수 있기 때문인데, 방전관(313)은 몰리브덴(molybdenum)으로 이루어져 있어 LaB6에 비해 재질 자체로서의 열전자 방출 계수 특성은 다소 떨어지나, 방전판(313a)을 포함한 방전관(313) 전체를 통해 방전이 이루어지게 되므로(즉, 열전자 방전면적이 넓어지므로) 열전자 방출 계수 특성이 떨어지는 것을 보상할 수 있게 된다. 이때, 몰리브덴은 가공성이 높아 방전판(313a)의 형성 및 성형도 용이하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 종래 LaB6를 고정하기 위한 스페이서(도 2의 216) 및 와셔(미도시) 등이 플라즈마 건(310)에서 불필요하게 되어 플라즈마 건(310)의 구성이 단순해 진다.
단, 방전관(313)에는 주전극보조부(도 2의 215)의 역할을 충분히 수행할 수 있도록, 당해 방전관(313)의 내측면으로부터 돌출된 방전판(313a)을 형성하되, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 중앙에는 홀(313b)을 형성하여 플라즈마 빔의 방전로 역할 역시 수행할 수 있도록 한다.
그 결과, LaB6 등과 같은 주전극보조부(도 2의 215) 없이도, 열전자가 방출될 수 있는 방전 면적을 늘림과 동시에 플라즈마 빔이 안내될 수 있는 홀(313b)이 형성된 방전관(313)만으로도 허어스(도 2의 233) 상의 증발물질을 충분히 증발시킬 수 있도록 된다.
나아가, 방전관(413)에는 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 방전관(413)의 내측면으로부터 돌출된 방전판(413a)을 형성시키되, 방전판(413a)에는 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 갭(413c)이 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 상기한 갭(413c)이 형성되어 있으면 방전판(413a)으로부터의 열전자가 방출될 수 있는 방전 면적을 더욱 더 늘릴 수 있게 됨은 물론, 방출된 열전자에 의한 플라즈마 빔이 방출되는 방전로를 더욱더 넓힐 수 있게 되기 때문이다.
단, 상기 방전판(413a)에는 그 표면에 요철이 생기게 하거나, 다양한 단면을 갖도록 함은 물론, 그 갭(413c)의 갯수 역시 자유롭게 변경 가능함은 당업자 수준에서 자명할 것이다. 또한, 상기한 갭(413c) 대신에 플라즈마 빔 방출 방향을 따라 방전판(413a)에 홀(미도시)을 복수개 형성시킬 수도 있음 역시 자명할 것이다.
또한, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같은 간단한 구조를 갖는 플라즈마 건 역시 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 음극 몸체(311, 411)를 관통하여 보조전극인(314, 414) 필라멘트와 연결된 (+)전극(317a, 417b)과 (-)전극(317b, 417b) 중, (+)전극(317a, 417a)의 외측에는 절연체가 도포된 상태에서 상기 음극 몸체(311, 411)를 관통하도록 하고, (-)전극(317b, 417b)은 상기한 바와 같은 절연체를 도포하지 아니하고 음극 몸체(311, 411)와 전기적으로 접촉하면서 관통 설치되도록 하여, 결과적으로는 주전원과 보조전원을 공통접점시키는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명에 의한 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치에 대해 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 박막 증착용 플라즈마 건 및 박막 증착 장치에 의하면, 주전원의 음극과 보조전원의 음극을 공통접점 시킴에 따라, 별도의 트리거 전압 없이, 초기 방전 개시 전압 및 방전 유지 전압을 낮출 수 있게 된다.
또한, 주전극보조부로 사용되는 LaB6를 대체 재질로 변경하여, 주전극보조부의 크랙 발생에 따른 유지 보수의 문제점을 개선할 수 있게 된다.
나아가, 플라즈마 빔의 방전로를 형성하는 방전관을 주전극보조부로도 사용가능하도록 구성함에 따라, 그 구조가 간단해지고 유지 보수가 용이하게 된다.

Claims (9)

  1. 방전이 개시되면 열전자를 발생시키는 주전극과;
    상기 주전극을 가열하여 방전이 개시되도록 하기 위한 보조전극과;
    상기 보조전극의 (+)단자 및 (-)단자에 각각 양 전위와 음 전위의 전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부와;
    양극(anode)에는 양 전위의 전원을 인가하고, 상기 보조전극의 (-)단자와 공통접점된 상기 주전극에는 음 전위의 전원을 인가하기 위한 주전원 공급부; 및
    상기 주전극을 보조하여 열전자를 발생시키는 주전극보조부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주전극은 중공형상의 방전관 내에 장치된 HCD 탄탈봉이고, 상기 보조전극은 필라멘트로써 상기 방전관 내에서 상기 주전극에 인접하여 장치되고, 상기 양극은 챔버내에 장치된 허어스(hearth)이며, 상기 주전원 공급부와 보조전원 공급부의 공통접점는 상기 (-)단자를 상기 주전극과 전기적으로 접촉된 음극 몸체에 관통하여 설치함에 따라 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 주전극보조부는 LaB6, 탄탈륨(Tantalum), 텅스텐(tungsten), 또는 라듐(radium) 중 어느 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  5. 전도성 재질의 음극 몸체와;
    상기 음극 몸체의 일측면에 장치되어 플라즈마 빔의 방전로를 형성하되, 열전자 방출 면적을 높일 수 있도록 내측면으로부터 돌출된 중공형상의 방전판을 구비한 방전관; 및
    상기 방전관의 내측에 장치되고, 보조 전원을 공급받아 가열됨에 따라 상기 방전관에서 열전자가 방출되도록 하기 위한 보조전극
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 방전판을 포함한 방전관은 열전자 방출 계수가 큰 몰리브덴(molybdenum)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 방전관 내에 형성된 방전판에는, 방전면적 및 플라즈마 빔 방전로가 넓 어질 수 있도록, 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 갭이 형성된 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 보조전극의 (+)단자 및 (-)단자에 각각 양 전위와 음 전위의 전원을 공급하기 위한 보조전원 공급부, 및 양극(anode)과 상기 보조전극의 (-)단자와 공통접점된 상기 주전극에 각각 양 전위와 음 전위의 전원을 공급하기 위한 주전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착용 플라즈마 건.
  9. 상기 제 1항, 제 2항, 및 제 4항 내지 제 8항 중 어느 하나의 항의 구성으로 이루어진 박막 증착용 플라즈마 건을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
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