KR102243631B1 - 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치 - Google Patents

금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102243631B1
KR102243631B1 KR1020190147599A KR20190147599A KR102243631B1 KR 102243631 B1 KR102243631 B1 KR 102243631B1 KR 1020190147599 A KR1020190147599 A KR 1020190147599A KR 20190147599 A KR20190147599 A KR 20190147599A KR 102243631 B1 KR102243631 B1 KR 102243631B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
permanent magnet
target
substrate
epitaxial thin
Prior art date
Application number
KR1020190147599A
Other languages
English (en)
Inventor
박정웅
김상모
Original Assignee
가천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가천대학교 산학협력단 filed Critical 가천대학교 산학협력단
Priority to KR1020190147599A priority Critical patent/KR102243631B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102243631B1 publication Critical patent/KR102243631B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0036—Reactive sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/06—Epitaxial-layer growth by reactive sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides

Abstract

스퍼터링 장치에 있어서, 챔버, 상기 챔버의 상부에 배치되고, 기판이 지지되는 샘플 홀더, 및 상기 챔버 내에 배치되며, 상기 기판 상에 증착면을 형성할 수 있는 타겟이 지지되는 스퍼터건을 포함하되, 상기 스퍼터건은, 상기 스퍼터건의 중심에 배치된 제1 영구자석, 및 상기 제1 영구자석과 이격되고, 상기 제1 영구자석의 둘레에 일정한 간격으로 형성되는 복수의 제2 영구자석을 포함하고, 상기 제1 영구자석 및 복수의 상기 제2 영구자석 중에서 적어도 어느 하나는 표면이 외부로 노출되는 것을 포함할 수 있다.

Description

금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치{Method of fabricating epitaxial thin-film using metal oxide sputtering target and sputtering apparatus}
본 출원은 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스퍼터건의 영구자석들 중에서 적어도 어느 하나의 표면이 노출되어, 원자층 단위의 증착이 가능한 스퍼터링 장치를 사용하여 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
종래의 에피택셜 공정은 분자선 에피택시(MBE, molecular beam epitaxy), 펄스 레이저 증착(PLD, pulsed laser deposition), 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering), 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition), 전자빔 증발(electron beam evaporation), 원자층 증착(ALD, atomic layer deposition) 등이 사용되고 있다. 하지만, 종래의 에피택셜 공정은 증착 면적이 좁아, 대면적 증착에 어려움이 있고, 또한, 고온 및 고압의 극한 조건에서 수행되어, 높은 공정 비용이 소모된다.
따라서, 기존의 에피택셜 공정 장치 또는 증착 장비를 개량하여, 에피택셜 박막을 제조하고자 하는 연구가 수행되고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록 특허 공보 10-1650353(출원 번호 10-2105-7001220)에는 스퍼터링법을 사용해서 기판 위에 에피택셜막을 형성하는 방법으로서, 우르츠광(wurtzite) 구조의 타깃 및 성막시켰을 때에 우르츠광 구조의 막을 형성시키기 위한 타깃 중 적어도 한 쪽이 배치되어 있는 용기 내에 상기 기판을 배치하는 것과, 상기 타깃이 부착되어 있는 타깃 전극에 인가되는 고주파 전력과, 상기 기판을 지지하고 있는 기판 홀더에 인가되는 고주파 바이어스 전력을, 주파수 간섭을 억제하도록 인가하는 것과, 상기 고주파 전력에 의해 생성된 플라즈마에 의해 상기 타깃을 스퍼터링하여, 상기 기판 위에 상기 에피택셜막을 형성하는 것을 포함하고, 상기 에피택셜막을 형성하는 것은, 상기 기판 홀더에 상기 고주파 바이어스 전력을 인가함으로써 상기 기판 홀더에 의해 지지되는 상기 기판을 향하는 상기 타깃의 분자의 음전하로부터 양전하로의 분극을 배향하는 전계를 발생시키면서, 상기 타깃 전극에 상기 고주파 전력을 인가함으로써 상기 타깃으로 하여금 상기 타깃의 분자를 방출하도록 하는 것을 포함하는 에피택셜막 형성 방법이 개시된다.
본 출원이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 스퍼터건의 영구자석들 중에서 적어도 어느 하나의 표면이 노출되어, 타겟에 제공되는 자속 밀도가 향상된 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 스퍼터건의 자기 바이어스 전위(self-bias potential)를 감소시켜, 원자층 단위로 에피택셜 증착 가능한 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치를 제공하는 데 있다.
본 출원이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은, 스퍼터링 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터링 장치는, 챔버, 상기 챔버의 상부에 배치되고, 기판이 지지되는 샘플 홀더, 및 상기 챔버 내에 배치되며, 상기 기판 상에 증착면을 형성할 수 있는 타겟이 지지되는 스퍼터건을 포함하되, 상기 스퍼터건은, 상기 스퍼터건의 중심에 배치된 제1 영구자석, 및 상기 제1 영구자석과 이격되고, 상기 제1 영구자석의 둘레에 일정한 간격으로 형성되는 복수의 제2 영구자석을 포함하고, 상기 제1 영구자석 및 복수의 상기 제2 영구자석 중에서 적어도 어느 하나는 표면이 외부로 노출되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터건은, 상기 증착면에 대하여 30° 초과 40° 미만의 각도로 정렬되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판은, 스트론튬 티타네이트(SrTiO3)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟은, 스트론튬 망가네이트(SrMnO3)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터링 장치는, 상기 타겟에 RF 파워를 인가하는 RF 파워 공급부, 상기 챔버 내에 플라즈마 가스를 공급하는 가스 주입구, 및 상기 챔버 내의 상기 플라즈마 가스를 제거하는 가스 배출구를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터건은, 상기 제1 영구자석과 복수의 상기 제2 영구자석 사이에 배치된 냉각 라인을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 출원은, 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법은, 샘플 홀더 상에 제1 금속산화물을 포함하는 기판을 배치하고, 상기 기판의 증착면에 30° 초과 40° 미만의 각도로 정렬된 스퍼터건 상에 제2 금속산화물을 포함하는 타겟을 제공하는 단계, 및 상기 타겟에 RF 파워를 인가하여, 상기 기판 상에 상기 타겟으로부터 상기 제2 금속산화물을 포함하는 에피택셜 박막을 제조하는 단계를 포함하되, 상기 스퍼터건은, 상기 스퍼터건의 중심에 배치된 제1 영구자석, 및 상기 제1 영구자석과 이격되고, 상기 제1 영구자석의 둘레에 일정한 간격으로 형성되는 복수의 제2 영구자석을 포함하고, 상기 제1 영구자석 및 복수의 상기 제2 영구자석 중에서 적어도 어느 하나는 표면이 외부로 노출되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 에피택셜 박막을 제조하는 단계는, 25.0% 이상 50.0% 이하의 산소분압에서 수행되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 에피택셜 박막을 제조하는 단계는, 750℃ 이상의 온도에서 수행되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 에피택셜 박막을 제조하는 단계는, 135mTorr 이상의 공정 압력에서 수행되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 기판은, (001)면으로 정렬된 상기 제1 금속산화물을 포함하고, 상기 에피택셜 박막은, 엑스선 회절 패턴에서 (002)면과 (003)면을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치는, 챔버, 상기 챔버의 상부에 배치되고 기판이 지지되는 샘플 홀더, 및 상기 챔버 내에 배치되며 상기 기판 상에 증착면을 형성할 수 있는 타겟이 지지되는 스퍼터건을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 스퍼터건은, 상기 스퍼터건의 중심에 배치된 제1 영구자석, 및 상기 제1 영구자석과 이격되고, 상기 제1 영구자석의 둘레에 일정한 간격으로 형성되는 복수의 제2 영구자석을 포함하되, 상기 제1 영구자석 및 복수의 상기 제2 영구자석 중에서 적어도 어느 하나는 표면이 외부로 노출될 수 있다.
종래의 상기 스퍼터건은 상기 제1 영구자석 및 다수의 상기 제2 영구자석이 상기 스퍼터건의 몸체 내부에 포함될 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 영구자석 및 다수의 상기 제2 영구자석에서 형성된 자력선이 왜곡될 수 있고, 동시에, 상기 타겟으로 도달되는 자속 밀도(magnetic flux density)가 감소될 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 영구자석 및 다수의 상기 제2 영구자석 중에서 적어도 어느 하나의 표면이 외부로 노출될 수 있고, 이에 따라, 상기 자력선의 왜곡이 최소화되어, 상기 타겟으로 도달되는 자속 밀도가 증가될 수 있다.
따라서, 상기 스퍼터건의 표면에 자기 바이어스 전위(self-bias potential)을 감소시켜, 상기 기판 상에 원자층 단위로 박막이 증착될 수 있다. 즉, 상기 박막은 상기 기판의 격자를 따라, 에피택셜하게 성장된 에피택셜 박막으로 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 스퍼터건을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 사용하여 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 단면도, 및 촬영한 이미지를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 위치에 따른 자속 밀도(magnetic flux density)를 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 기판 온도, 반응 가스의 분율, 및 공정 압력에 따른 엑스선 회절 패턴(XRD)을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 위치에 따른 두께를 나타내는 도면이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 위치에 따른 엑스선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 위치에 따른 박막 형성 속도(film deposition rate)를 나타내는 도면이다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 엑스선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성 요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 스퍼터건을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 챔버(1000), 상기 챔버(1000)의 내부에 배치되고 기판(1105)이 지지되는 샘플 홀더(1100), 및 상기 챔버(1000)의 내부에 배치되고 타겟(1205)이 지지되는 스퍼터건(1200)을 포함하는 스퍼터링 장치가 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터링 장치는 상기 챔버(1000) 내로 플라즈마 가스를 제공하는 가스 주입구(1002)를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 가스는 상기 샘플 홀더(1100)와 상기 스퍼터건(1200) 사이에 형성된 전기장에 의해 양이온화될 수 있다. 양이온화된 상기 플라즈마 가스는 상기 타겟(1205)의 표면에 충돌할 수 있고, 이에 따라, 상기 타겟(1205)으로부터 증착 입자가 분리될 수 있다. 분리된 상기 증착 입자가 상기 기판(1105) 상에 제공되어 상기 기판(1105)의 증착면 상에 박막이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 가스는 아르곤 가스 또는 산소 가스 중에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 스퍼터링 장치는 상기 챔버(1000) 내부의 진공을 형성하는 진공 펌프를 포함할 수 있고, 상기 진공 펌프는 가스 배출구(1004)를 통하여 상기 챔버(1000) 내의 기체를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 저진공 펌프는 로터리 펌프(Rotary pump), 또는 부스터 펌프(booster pump) 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 고진공 펌프는 확산 펌프(diffusion pump), 또는 터보분자펌프(turbomolecular vacuum pump) 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 스퍼터링 장치는 상기 타겟(1205)에 RF 파워를 인가하는 RF 파워 공급부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 RF 파워 공급부는 상기 스퍼터건(1200)에 음의 전압을 인가할 수 있고, 동시에, 상기 샘플 홀더(1100)에 양의 전압을 인가할 수 있다. 즉, 상기 RF 파워 공급부는 상기 스퍼터건(1200)과 상기 샘플 홀더(1100) 사이에 전기장을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상술된 바와 같이, 상기 플라즈마 가스가 양이온화될 수 있고, 양이온화된 플라즈마 가스는 상기 전기장에 의해 가속되어 상기 타겟(1205)에 충돌될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 샘플 홀더(1100)는 상기 기판(1105)이 지지되는 면에 가열부를 포함할 수 있다. 일반적으로, 스퍼터링 공정 초기에, 상기 기판(1105) 상에 상기 증착 입자가 제공되어 섬상 구조가 형성될 수 있고, 상기 스퍼터링 공정 시간이 증가됨에 따라, 상기 섬상 구조가 서로 연결되어 상기 기판(1105) 상에 박막이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 가열부에 의해, 상기 기판(1105)이 가열되는 경우, 상기 기판(1105) 상에 제공된 상기 증착 입자는 상기 기판(1105)의 표면을 따라 확산될 수 있고, 이에 따라, 상기 박막의 형성 속도, 및 상기 박막의 모폴로지(morphology)가 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 샘플 홀더(1100)는 상기 챔버(1000)에 지지된 축을 중심으로 회전될 수 있고, 이에 따라, 상기 박막의 두께 균일도가 향상될 수 있다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 샘플 홀더(1100)는 상기 스퍼터건(1200)과 인접한 제1 단부(1100a) 및 상기 제1 단부(1100a)에 대향된 제2 단부(1100b)를 포함할 수 있고, 또한, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 증착면에 대하여 축외(off-axis) 정렬될 수 있다.
만약, 상술된 바와 달리, 상기 샘플 홀더(1100)가 회전되지 않는 경우, 상기 제2 단부(1100b)에 비하여 상기 제1 단부(1100a)에 도달되는 상기 증착 입자의 양이 많을 수 있고, 이에 따라, 상기 제2 단부(1100b)에 비하여 상기 제1 단부(1100a)에 위치된 상기 기판(1105) 상에 상기 박막이 더 두껍게 형성될 수 있다.
하지만, 일 실시 예에 따르면, 상기 샘플 홀더(1100)는 회전될 수 있고, 이에 따라, 상기 기판(1105)은 상기 제1 단부(1100a) 및 상기 제2 단부(1100b)에 교대로 위치될 수 있다. 따라서, 상기 증착면의 전영역에 대하여 도달되는 상기 증착 입자의 양이 실질적으로 유사할 수 있고, 이에 따라, 상기 박막의 두께 균일도가 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상술된 바와 같이, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 증착면에 대하여 축외(off-axis) 정렬될 수 있다. 즉, 상기 타겟(1205)이 지지되는 상기 스퍼터건(1200)의 제1 면(1200a)에 직각인 제1 축과 상기 증착면 사이에 0° 초과 90°이하의 각도가 되도록, 생기 챔버(1000) 내에 상기 스퍼터건(1200)이 배치될 수 있고, 이에 따라, 원자층 단위(layer-by-layer)로 상기 박막이 형성될 수 있다.
상술된 바와 달리, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 증착면에 대하여 0°의 각도로 배열될 수 있다. 즉, 전기장이 인가됨에 따라, 음극으로 작용되는 상기 스퍼터건(1200)과 양극으로 작용되는 상기 샘플 홀더(1100)는 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 스퍼터건(1200)과 상기 샘플 홀더(1100) 사이에 비교적으로 강한 전기장이 형성될 수 있고, 동시에, 양이온화된 상기 플라즈마 가스가 가속되어, 높은 충돌 에너지를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟(1205)으로부터 분리된 상기 증착 입자의 양이 증가되어, 상기 박막의 증착 속도가 빨라질 수 있다. 이 경우, 상기 기판(1105) 상에 상기 박막이 에피택시얼하게 성장되는 것이 용이하지 않을 수 있다.
하지만, 일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 증착면에 대하여 축외 정렬될 수 있다. 즉, 상기 양극과 상기 음극 사이에 예각을 갖도록 배치될 수 있고, 이에 따라, 상기 양극과 상기 음극 사이에 비교적으로 약한 전기장이 형성될 수 있다. 동시에, 양이온화된 상기 플라즈마 가스의 충돌 에너지가 감소되어, 상기 증착 입자의 양도 감소될 수 있다. 따라서, 상기 기판(1105) 상에 상기 증착 입자가 원자층 단위로 제공될 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 상기 스퍼터건(1200)과 상기 증착면이 축외 정렬됨에 따라, 상기 타겟(1205)을 가격한 후, 반사된 상기 플라즈마 가스로부터 상기 기판(1105), 및 상기 기판(1105) 상에 형성된 상기 박막이 보호될 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 증착면에 대하여 30° 초과 40°의 각도로 정렬될 수 있다. 이 경우, 상기 증착 입자의 분포 면적이 넓어질 수 있고, 이에 따라, 상기 증착면의 전영역에 대하여, 상기 박막의 두께 균일도가 향상될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 스퍼터건(1200)의 중심에 배치된 제1 영구자석(1210), 및 상기 제1 영구자석(1210)과 이격되고 일정한 간격으로 배치된 다수의 제2 영구자석(1220)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 영구자석(1210), 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220) 중에서 적어도 어느 하나는 표면이 노출될 수 있다. 또한, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 제1 영구자석(1210)과 다수의 상기 제2 영구자석(1220) 사이에 배치된 냉각 라인과, 상기 제1 영구자석(1210), 다수의 상기 제2 영구자석(1220) 및 상기 냉각 라인이 지지되는 몸체(body)(1250)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영구자석(1210), 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)은 네오디움 자석(NdFeB), 알리코 자석(AlNiCo), 사마륨 코발트 자석(SmCo), 또는 페라이트 자석(Ferrite) 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 영구자석(1210)의 표면, 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 표면이 모두 외부로 노출될 수 있다. 즉, 상기 제1 영구자석(1210)의 표면과 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 표면을 포함하는 제3 면(1220a)과 상기 스퍼터건(1200)의 상기 제1 면(1200a)은 동일한 면 상에 배치될 수 있다.
상술된 바와 달리, 일반적으로, 상기 제1 영구자석(1210), 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)은 상기 몸체(1250) 내부에 배치될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 제3 면(1220a)을 덮는 보호층(1260)을 더 포함할 수 있고, 이에 따라, 상기 보호층(1260)의 표면이 상기 제1 면(1200a)으로 정의될 수 있다. 이 때, 상기 몸체(1250)와 상기 보호층(1260)은 하나의 재료로 구성되어, 실질적으로 구분되지 않을 수 있다.
즉, 종래의 스퍼터건(1200)은 상기 제1 영구자석(1210) 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)에 의해 형성된 자화 필드(magnetic field) 내에 상기 보호층(1260)을 포함할 수 있고, 이에 따라, 상기 보호층(1260) 상에 배치된 상기 타겟(1205)에 도달되는 자속 밀도(magnetic flux)가 감소될 수 있다. 특히, 상기 타겟(1205)의 가장자리에 도달되는 상기 자속 밀도가 감소될 수 있고, 이에 따라, 상기 증착 입자의 분포 영역이 상기 타겟(1205)의 중심으로 국소화될 수 있다.
하지만, 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 면(1200a)에서 상기 제1 영구자석(1210)과 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 표면이 노출될 수 있고, 이에 따라, 상기 타겟(1205)으로 도달되는 상기 자속 밀도가 증가될 수 있다.
특히, 상기 타겟(1205)의 중심에 비하여, 상기 타겟(1205)의 가장자리에 도달되는 상기 자속 밀도가 향상될 수 있고, 이에 따라, 상기 타겟(1205)의 중심과 상기 타겟(1205)의 가장자리에 도달되는 상기 자속 밀도가 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 상기 증착 입자의 분포 영역이 상기 타겟(1205)의 전면부로 확대되어, 상기 박막의 전영역에 대하여 두께 균일도가 향상될 수 있고, 상기 타겟(1205)의 소모 효율이 향상되어, 공정 비용이 감소될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치는 종래의 스퍼터링 장치에 비하여 낮은 RF 파워를 인가하더라도, 보다 넓은 면적의 상기 타겟(1205)이 소모될 수 있고, 이에 따라, 실질적으로, 종래의 스퍼터링 장치를 이용하는 경우와 동일한 두께의 상기 박막이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 음극의 역할을 수행하는 상기 스퍼터건(1200)의 자기 바이어스 전위(self-bias potential)가 감소될 수 있고, 이에 따라, 양이온화된 상기 플라즈마 가스의 충돌 에너지가 감소되어, 상기 박막은 원자층 단위로 형성될 수 있다.
일 변형 예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 영구자석(1210)의 표면, 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 표면이 모두 외부로 노출될 수 있고, 동시에, 상기 영구자석들의 표면과 인접한 측면이 외부로 노출될 수 있다.
구체적으로, 상기 스퍼터건(1200)이 지지되는 축 방향을 기준으로, 상기 몸체(1250)의 중심부는 상기 몸체(1250)의 가장자리에 비하여 얇은 두께를 가질 수 있다. 또한, 다수의 상기 제2 영구자석(1220)과 상기 몸체(1250)의 가장자리 사이에서 상기 몸체(12050)의 중심부는 상기 몸체(1250)의 가장자리와 단차를 가질 수 있다. 이 때, 상기 몸체(1250)의 가장자리의 표면은 제1 면(1200a)을 가질 수 있고, 상기 몸체(1250)의 중심부의 표면은 제2 면(1200b)을 가질 수 있다.
즉, 상기 제1 영구자석(1210)과 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 측면은 상기 제1 면(1200a)과 상기 제2 면(1200b) 사이의 면간 거리만큼 외부로 노출될 수 있다.
다른 변형 예에 따르면, 도 4를 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 몸체(1250)의 형태, 및 상기 제1 영구자석(1210)과 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 배치는 동일하되, 상기 제2 면(1200b) 상에 방열층(1270)이 제공될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방열층(1270)은 상기 제2 면(1200b)과 접촉하며, 상기 제1 면(1200a)과 동일한 면에서 표면을 갖고, 동시에, 외부로 노출된 상기 제1 영구자석(1210)과 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 방열층(1270)은 상기 제2 면(1200b) 상에서 상기 몸체(1250)의 상기 제1 면(1200a)과 상기 제2 면(1200b)의 단차를 메울 수 있다.
상기 방열층(1270)은 상기 몸체(1250)보다 열방사율이 높은 물질일 수 있다. 이에 따라, 상기 스퍼터링 장치의 증착 공정 중에, 온도가 상승된 상기 제1 영구자석(1210) 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)의 온도를 감소시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 방열층(1270)은 탄소계 물질, 금속 또는 세라믹 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 방열층(1270)이 상기 탄소계 물질인 경우, 상기 탄소계 물질은 흑연, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
다른 예를 들어, 상기 방열층(1270)이 상기 금속인 경우, 상기 금속은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 상기 방열층(1270)이 상기 세라믹인 경우, 상기 세라믹은 실리콘카바이드(SiC), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 또는 알루미나 등에서 적어도 어느 하나일 수 있다.
또 다른 변형 예에 따르면, 상기 스퍼터건(1200)의 구조는 도 5를 참조하여 상술된 바와 같되, 상기 방열층(1270)이 제1 방열층(1280), 및 상기 제1 방열층(1280) 상에 제2 방열층(1290)을 갖는 적층 구조로 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방열층(1280), 및 상기 제2 방열층(1290)의 적층 구조는 도 5에 도시된 상기 방열층(1270)과 동일한 형상을 가질 수 있다.
이 때, 표면으로 노출되는 상기 제2 방열층(1290)은 상기 제2 방열층(1280)보다 열방사율(즉, 열확산율)이 높을 수 있고, 반면, 상기 제1 방열층(1280)은 상기 제2 방열층(1290)보다 열전달율(즉, 열전도도)이 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 공정 동안, 상기 제1 영구자석(1210) 및 다수의 상기 제2 영구자석(1220)에서 방출되는 열이 상기 제2 방열층(1290)에서 상기 제2 방열층(1280)을 따라 상기 몸체(1250)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 스퍼터건(1200)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 사용하여 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 샘플 홀더(1100) 상에 제1 금속산화물을 포함하는 기판(1105)이 배치될 수 있고, 동시에, 상기 기판(1105)의 증착면에 대하여 30° 초과 40° 미만의 각도로 정렬된 스퍼터건(1200) 상에 제2 금속산화물을 포함하는 타겟(1205)이 제공될 수 있다(S110).
구체적으로 예를 들어, 상기 기판(1105)은 (001)면으로 정렬된 스트론튬 타이타네이트(SrTiO3)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 타겟(1205)은 페로브스카이트의 화학양론비를 갖는 제2 금속산화물일 수 있고, 예를 들어, 상기 제2 금속산화물은 스트론튬 망가네이트(SrMnO3)일 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 타겟(1205)은 제1 금속 탄산화물, 및 제2 금속 탄산화물을 포함하는 혼합 분말을 분쇄한 후, 과산소 분위기에서 제1 열처리와, 제2 열처리를 순차적으로 거쳐 제조될 수 있다. 이 때, 상기 과산소 분위기는 대기 중의 산소 농도보다 높은 농도를 갖는 산소 가스로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 과산소 분위기 가스는 3L/min의 유량으로 공급되는 산소 가스일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 제1 금속 탄산화물은 스트론튬 탄산화물(SrCO3)일 수 있고, 상기 제2 금속 탄산화물은 망간 탄산화물(MnCO3)일 수 있다.
상술된 바와 같이, 상기 혼합 분말은 분쇄될 수 있고, 이에 따라, 상기 혼합 분말의 입자사이즈는 마이크로 사이즈에서 나노 사이즈로 감소될 수 있고, 동시에, 상기 혼합 분말의 표면적은 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합 분말은 고-에너지 볼밀 공정을 통해 분쇄될 수 있다.
상기 제1 열처리하는 단계는 분쇄된 상기 혼합 분말과 상기 과산소 분위기 가스와 반응시켜, 중간산화물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 상기 혼합 분말은 분쇄되는 과정을 통해 표면적이 증가될 수 있고, 이에 따라, 상기 과산소 분위기 가스와 반응성이 향상될 수 있다. 따라서, 분쇄된 상기 혼합 분말 내의 탄산화물의 탄소 원소와 상기 과산소 분위기 가스가 반응하여, 상기 탄소 원소가 용이하게 제거될 수 있고, 상술된 바에 따라 생성된 상기 중간생성물은 상기 제1 금속, 상기 제2 금속, 및 산소 원소를 포함할 수 있다.
상기 제1 열처리하는 단계와 상기 제2 열처리하는 단계 사이에 상기 중간산화물을 성형하여 예비 타겟을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 스퍼터링 장치의 상기 챔버(1000) 내로 제공되는 상기 타겟(1205)과 실질적으로 동일한 형상을 갖도록 상기 예비 타겟이 제조될 수 있다.
상기 제2 열처리하는 단계는 상기 예비 타겟을 상기 과산소 분위기에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있고, 이 때, 상기 제2 열처리하는 단계는 상기 제1 열처리하는 단계보다 높은 온도에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 타겟과 상기 과산소 분위기 가스가 반응하여, 페로브스카이트의 화학양론비를 갖는 상기 타겟이 제조될 수 있다. 상술된 바에 따라 제조된 상기 타겟은 상기 중간산화물 또는 상기 예비 타겟보다 많은 산소 원소를 가질 수 있다.
예를 들어, 상술된 바와 같이, 상기 혼합 분말은 볼밀 공정을 통해 분쇄될 수 있고, 이 때, 상기 볼밀 레벨(rpm 또는 시간)에 따라서, 상기 제1 열처리 및/또는 상기 제2 열처리 과정에 공급되는 상기 과산소 분위기 가스의 유량이 제어될 수 있다. 구체적으로, 상기 혼합 분말을 볼밀하는 rpm 및 시간이 높아질수록, 상기 혼합 분말 내에 산소의 손실이 증가할 수 있고, 이에 따라, 상기 제1 열처리 및/또는 상기 제2 열처리 과정에서 공급되는 산소 유량이 증가될 수 있다. 이로 인해, 페로브스카이트 구조의 화학양론비를 갖는 고밀도 및 고품질의 상기 금속산화물 타겟이 제조될 수 있다.
상기 타겟(1205)에 RF 파워를 인가하여, 상기 기판(1105) 상에 상기 타겟(1205)으로부터 상기 제2 금속산화물을 포함하는 에피택셜 박막이 제조될 수 있다(S120).
일 실시 예에 따르면, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 스퍼터건(1200)은 상기 기판(1105)의 증착면에 대하여 축외(off-axis) 정렬될 수 있다. 이에 따라, 상기 타겟(1205)에 RF 파워를 인가함에 따라, 상기 스퍼터건(1200)과 상기 샘플 홀더(1100) 사이에 비교적으로 약한 전기장이 형성될 수 있고, 동시에, 양이온화된 상기 플라즈마 기체의 충돌 에너지도 감소될 수 있다. 따라서, 상기 타겟(1205)으로부터 분리된 상기 증착 입자의 양이 감소되어, 원자층 단위로 상기 제2 금속산화물을 포함하는 박막이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상술된 바에 따라 제조된 상기 박막은 공정 압력, 기판(1105) 온도, 및 반응 가스의 유량에 따라서, 상기 기판(1105) 상에 에피택셜하게 성장된 상기 에피택셜 박막일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(1105)이 (001)면으로 정렬된 상기 제1 금속산화물인 경우, 상기 기판(1105)은 엑스선 회절 패턴에서 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크를 가질 수 있다. 이 때, 상기 박막이 (001)면, (002)면, 또는 (003)면 중에서 적어도 2개 이상의 피크를 갖는 경우, 상기 박막은 상기 에피택셜 박막일 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 에피택셜 박막은 135mTorr 이상의 상기 공정 압력에서 제조될 수 있다. 상술된 바와 달리, 상기 공정 압력이 135mTorr 미만인 경우, 제조된 상기 박막은 상기 기판(1105)의 면을 따라 에피택셜하게 성장되지 않을 수 있다. 또한, 상기 공정 압력이 135mTorr를 초과하는 높은 값을 갖는 경우, 상기 공정 압력을 제공하기 위한 공정 비용이 증가될 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 상기 공정 압력은 135mTorr 이상일 수 있고, 이에 따라, 상기 에피택셜 박막이 제조될 수 있고, 동시에, 상기 공정 비용이 절감될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 기판(1105)의 온도가 750℃ 이상인 경우, 상기 에피택셜 박막이 제조될 수 있다.
상술된 바와 달리, 상기 기판(1105)의 온도가 750℃ 미만일 수 있다. 이 경우, 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 기판(1105) 상에 섬상 구조를 형성하는 상기 증착 입자의 확산 속도가 저하될 수 있고, 이에 따라, 상기 박막은 상기 기판(1105)의 면을 따라 에피택셜하게 성장되지 않을 수 있다. 또한, 상기 기판(1105)의 온도가 750℃를 초과하는 높은 온도인 경우, 상기 온도를 제공하기 위한 공정 비용이 증가될 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 상기 기판(1105)의 온도는 750℃ 이상일 수 있고, 이에 따라, 상기 기판(1105)의 면을 따라 에피택셜하게 성장된 상기 에피택셜 박막이 제조될 수 있고, 동시에, 상기 공정 비용이 절감될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 챔버(1105) 내에 상기 반응 가스 및 상기 플라즈마 가스의 혼합 가스가 제공될 수 있고, 이 때, 상기 혼합 가스 대비 상기 반응 가스가 25.0% 내지 50.0% 이하로 포함되는 경우, 상기 에피택셜 박막이 제조될 수 있다.
상술된 바와 달리, 상기 반응 가스가 25.0% 미만으로 포함되는 경우, 상기 박막은 산소 공공을 가질 수 있다. 이에 따라, 페로브스카이트의 화학양론비를 갖는 상기 에피택셜 박막을 제조하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 또한, 상기 반응 가스가 50.0%를 초과되는 경우, 상기 박막 내에 산소 원소가 고용되어, 고용된 상기 산소 원소에 의해 결함을 갖는 상기 박막이 형성될 수 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 상기 반응 가스는 25.0% 내지 50.0% 이하로 포함될 수 있고, 이에 따라, 페로브스카이트의 화학양론비를 갖는 상기 에피택셜 박막이 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실험 예에 따른 스퍼터링 장치를 사용하여 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법 및 특성 평가 결과가 설명된다.
실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막의 제조
(001)면으로 정렬된 스트론튬 티타네이트(STO) 기판, 및 스트론튬 망가네이트(SMO) 타겟을 스퍼터링 장치 내에 제공하였다.
상기 스퍼터링 장치 내에서 135mTorr의 공정 압력으로, 상기 타겟에 50W의 RF 파워를 인가하여, 2시간 동안, 상기 기판 상에 상기 스트론튬 망가네이트를 포함하는 에피택셜 박막을 형성하여, 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막이 제조되었다.
실험 예 1-2에 따른 에피택셜 박막의 제조
상술된 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 타겟에 50W 대신 30W의 RF 파워를 인가하고, 2시간 대신 14시간 동안 수행하여, 실험 예 1-2에 따른 에피택셜 박막을 제조하였다.
실험 예 2에 따른 에피택셜 박막의 제조
상술된 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 스트론튬 망가네이트(SMO) 타겟 대신 비스무스-란탄-티탄계 산화물(BLT) 타겟을 제공하여, 실험 예 2에 따른 에피택셜 박막을 제조하였다.
실험 예 3에 따른 에피택셜 박막의 제조
상술된 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 스트론튬 망가네이트(SMO) 타겟 대신 코발트 도핑된 비스무스-란탄-티탄계 산화물(Co-BLT) 타겟을 제공하여, 실험 예 3에 따른 에피택셜 박막을 제조하였다.
상술된 실험 예 1-1, 실험 예 1-2, 실험 예 2 및 실험 예 3에 따른 에피택셜 박막의 상기 기판 및 상기 에피택셜 박막이 아래의 <표 1>에 작성되었다.
기판 에피택셜 박막
실험 예 1-1 SrTiO3(001) SrMnO3
실험 예 1-2 SrTiO3(001) SrMnO3
실험 예 2 SrTiO3(001) BLT(Bi-La-Ti계 산화물)
실험 예 3 SrTiO3(001) Co-BLT(Co-doped BLT)
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 단면도, 및 촬영한 이미지를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 종래의 스퍼터링 장치(도 8의 (a))의 스퍼터건과, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치(도 8의 (b))의 스퍼터건이 촬영되었다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상술된 바와 같이, 도 8의 (a)에 도시된 종래의 상기 스퍼터링 장치의 스퍼터건은 상기 제1 영구자석, 및 다수의 상기 제2 영구자석이 상기 스퍼터건의 몸체 내부에 배치된 것을 알 수 있다. 즉, 상기 제1 영구자석과 다수의 상기 제2 영구자석의 표면은 외부로 노출되지 않는 것을 알 수 있다.
하지만, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 스퍼터건은 상기 제1 영구자석과 다수의 상기 제2 영구자석의 표면이 노출된 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 위치에 따른 자속 밀도(magnetic flux density)를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 도 8을 참조하여 상술된 바와 같이, 종래의 상기 스퍼터링 장치(before modification) 및 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치(after modification)의 상기 타겟의 위치에 따른 자속 밀도가 확인되었다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 상숭된 바와 같이, 종래의 상기 스퍼터건에 비하여, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 상기 스퍼터건은 상기 제1 영구자석, 및 다수의 상기 제2 영구자석이 외부로 노출될 수 있고, 이에 따라, 상기 타겟에 제공되는 상기 제1 영구자석 및 다수의 상기 제2 영구자석에 의해 형성된 자화 필드의 세기가 향상될 수 있다.
이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 상기 스퍼터건은 종래의 상기 스퍼터건에 비하여, 높은 상기 자속 밀도를 나타내는 것을 확인하였다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 기판 온도, 반응 가스의 분율, 및 공정 압력에 따른 엑스선 회절 패턴(XRD)을 나타내는 도면이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, (001)면으로 정렬된 스트론튬 타이타네이트(SrTiO3) 기판 상에 형성된 스트론튬 망가네이트를 포함하는 박막의 공정 조건에 따른 결정 구조가 확인되었다.
도 10을 참조하면, 엑스선 회절 패턴에서, 상기 기판은 22.5°, 46.5°, 및 72.5°에서 피크를 갖는 것을 알 수 있고, 이에 따라, 상기 기판은 (001)면, (002)면, 및 (003)면을 갖는 것을 확인하였다.
도 11을 참조하면, 상기 기판의 온도를 450℃, 또는 750℃로 변화시켜 상기 박막을 제조하되 구체적으로, 30W의 RF 파워, 135mTorr의 공정 압력, 및 아르곤 가스를 플라즈마 가스로 사용하여 1시간 동안 상기 스트론튬 망가네이트를 포함하는 박막이 제조되었다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 기판 온도가 450℃인 경우, 상기 기판의 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크는 모두 관찰되지만, 상기 박막의 피크는 약한 세기의 (003)면이 관찰되는 것을 알 수 있다.
반면, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 기판 온도가 750℃인 경우, 상기 기판의 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크가 관찰되고, 상기 박막의 (002)면, 및 (003)면의 피크가 관찰되는 것을 확인하였다.
이에 따라, 도 7을 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 기판 온도가 750℃이상인 경우, 제조된 상기 박막은 상기 기판 상에 에피택셜하게 성장된 상기 애피택셜 박막일 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 반응 가스의 분율을 12.5%, 25.0%, 또는 50.0%로 변화시켜 상기 박막을 제조하되, 구체적으로, 30W의 RF 파워, 135mTorr의 공정 압력, 및 750℃의 기판 온도에서 1시간 동안 상기 스트론튬 망가네이트를 포함하는 박막이 제조되었다. 이 때, 상기 반응 가스는 산소 가스이고, 상기 반응 가스와 플라즈마 가스인 아르곤 가스를 혼합하여 상기 챔버 내에 제공하였다. 이에 따라, 상기 반응 가스의 분율은 상기 혼합 가스 대비 상기 반응 가스의 퍼센트 분율(O2/(Ar+O2))로 나타내었다.
도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 반응 가스의 분율이 12.5%인 경우, 상기 박막의 결정도가 감소될 수 있고, 이에 따라, 상기 박막, 및 상기 기판의 (001)면, (002)면, 및 (003)면을 나타내는 피크의 세기가 감소될 수 있다.
반면, 도 12의 (b) 및 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 반응 가스의 분압이 증가되며, 상기 기판의 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크가 관찰되고, 동시에, 상기 박막의 (002)면 또는 (003)면 중에서 적어도 하나의 면을 나타내는 피크가 관찰되는 것을 확인하였다.
도 13을 참조하면, 상기 공정 압력을 50mTorr, 또는 135mTorr로 변화시켜, 상기 박막을 제조하되, 구체적으로, 50W의 RF 파워, 750℃의 기판 온도, 및 상기 혼합 가스 대비 상기 반응 가스의 분율이 25.0%인 조건에서 1시간 동안 상기 스트론튬 망가네이트를 포함하는 박막이 제조되었다.
도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 공정 압력이 50mTorr인 경우, 상기 기판의 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크는 관찰되되, 상기 박막의 결정도가 낮아, 상기 기판의 (001)면, 및 (003)면을 나타내는 피크의 세기가 감소된 것을 알 수 있고, 또한, 상기 박막은 (002)면의 피크가 단독으로 관찰되는 것을 알 수 있다.
반면, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 공정 압력이 135mTotrr인 경우, 상기 기판의 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크가 관찰되고, 상기 박막의 (002)면, 및 (003)면을 나타내는 피크가 비교적으로 높은 세기를 갖는 것을 확인하였다.
따라서, 도 7을 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 기판 상에 에피택셜하게 성장된 상기 에피택셜 박막을 제조하기 위해서, 상기 기판의 온도는 750℃이상이고, 상기 반응 가스의 분율은 25.0% 내지 50.0%이고, 상기 공정 압력은 135mTorr 이상의 조건을 갖는 것을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 위치에 따른 두께를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치를 이용하여 제조된 에피택셜 박막의 위치에 따른 두께 균일도가 확인되었다. 이 때, 상기 스퍼터링 장치의 상기 스퍼터건은 상기 기판의 증착면에 대하여 90°의 각도로 정렬되었다.
도 14에 도시된 바와 같이, x축 및 y축에 대하여, 원점을 중심으로 -5 내지 5의 위치에서 상기 박막의 두께 균일도가 높은 것을 알 수 있다. 즉, 상기 기판의 중심을 기준으로 2 cm X 2cm의 면적에서 상기 박막의 두께가 실질적으로 동일하게 형성된 것을 알 수 있다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 위치에 따른 엑스선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 임의의 10개의 위치에서 결정 구조가 확인되었다. 즉, 도 15의 (a)에 도시된, 임의의 10개의 위치에 대하여, 도 15의 (b), 도 15의 (c), 및 도 16 내지 도 18에서 각각의 10개의 위치에서의 상기 에피택셜 박막이 형성된 상기 기판의 결정구조가 확인되었다.
도 15의 (b), 도 15의 (c), 도 16의 (a), 및 도 16의 (b)를 참조하면, 상기 에피택셜 박막의 중심으로부터 y축을 따라 가장자리로 갈수록, 상기 박막의 (002)면의 세기가 감소하는 것을 알 수 있다. 즉, 도 15의 (a)를 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 에피택셜 박막은 1번 위치(즉, 중심)에서 y축을 따라 4번 위치로 갈수록, 상기 박막의 (002)면의 세기가 감소하는 것을 확인하였다.
또한, 상기 1번 위치에서 4번 위치에 대하여 반평행한 방향에 위치한 5번 위치에서는 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이 2번 위치와 실질적으로 유사한 엑스선 회절 패턴을 나타내는 것을 확인하였다.
도 15의 (a), 도 17의 (a), 및 도 17의 (b)를 참조하면, 상기 에피택셜 박막의 중심(즉, 1번 위치)에서 x축을 따라 가장자리로 갈수록, 상기 박막의 (002)면을 나타내는 피크의 세기가 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 에피택셜 박막은 가장자리에서 중심(즉, 1번 위치)으로 갈수록, 상기 기판 상에 에피택셜하게 성장되는 것을 알 수 있다.
도 17의 (c)를 참조하면, 상기 에피택셜 박막의 8번 위치는 상기 2번 위치(도 15의 (b))와 실질적으로 유사한 결정 구조를 갖는 것을 알 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 에피택셜 박막의 9번 위치(도 18의 (a))와 10번 위치(도 19의 (b))는 상기 1번 위치(즉, 중심)를 기준으로 실질적으로 동일한 거리만큼 떨어져 있고, 이에 따라, 서로 유사한 결정 구조를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 9번 위치(도 18의 (a))와 상기 10번 위치(도 19의 (b))는 상기 4번 위치(도 16의 (b))보다 상기 1번 위치(즉, 중심)에 가깝고, 이에 따라, 상기 4번 위치에 비하여 상기 에피택셜 박막의 (002)면을 나타내는 피크의 세기가 큰 것을 알 수 있다.
이에 따라, 도 14를 참조하여 상술된 바와 같이, 상기 에피택셜 박막의 중심을 기준으로 가장자리로 갈수록 대칭적인 결정 구조를 갖는 것을 알 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 위치에 따른 박막 형성 속도(film deposition rate)를 나타내는 도면이다.
도 19를 참조하면, 도 7을 참조하여 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스퍼터링 장치의 상기 스퍼터건은 상기 기판의 증착면을 기준으로 축외로 정렬되었다.
도 19에 도시된 바와 같이, 상기 스퍼터건이 상기 증착면을 기준으로 90°로 배열된 경우, 상기 스퍼터건과 가까울수록, 상기 박막의 형성 속도가 증가하는 것을 알 수 있다.
반면, 상기 스퍼터건이 상기 증착면을 기준으로 35°로 배열된 경우, 상기 스퍼터건과 상기 증착면 간의 거리에 상관없이 실질적으로 동일한 속도로 상기 에피택셜 박막이 성장되는 것을 알 수 있다.
도 20 내지 도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 에피택셜 박막의 엑스선 회절 패턴을 나타내는 도면이다.
도 20 내지 도 22를 참조하면, 본 발명의 실험 예 1-1, 실험 예 1-2, 실험 예 2 및 실험 예 3에 따른 에피택셜 박막의 결정 구조가 확인되었다.
상술된 바와 같이, 실험 예 1-1, 및 실험 예 1-2에 따른 에피택셜 박막은 서로 동일한 스트론튬 망가네이트(SMO) 타겟을 사용하되, 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막이 실험 예 1-2에 따른 에피택셜 박막보다 높은 RF 파워에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 도 20의 (a)에 도시된 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막은 도 20의 (b)에 도시된 실험 예 1-2에 따른 에피택셜 박막보다 상기 에피택셜 박막의 (001)면, (002)면, 및 (003)면의 피크 세기가 실질적으로 더 큰 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실험 예 1-1에 따른 에피택셜 박막의 형성 조건을 이용하여, 상기 스트론튬 망가네이트(SMO) 외에 강유전 특성을 갖는 비스무스-란탄-티탄계 산화물(BLT) 또는 코발트 도핑된 비스무스-란탄-티탄계 산화물(Co-BLT)을 포함하는 박막이 제조되었다.
도 21 내지 도 22를 참조하면, 상기 기판 상에 높은 결정성을 갖는 상기 비스무스-란탄-티탄계 산화물(BLT)을 포함하는 박막, 및 상기 코발트 도핑된 비스무스-란탄-티탄계 산화물(Co-BLT)을 포함하는 박막이 형성된 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
1000: 챔버
1002: 가스 주입구
1004: 가스 배출구
1100: 샘플 홀더
1100a: 제1 단부
1100b: 제2 단부
1105: 기판
1200: 스퍼터건
1200a: 제1 면
1200b: 제2 면
1205: 타겟
1210: 제1 영구자석
1220: 제2 영구자석
1220a: 제3 면
1250: 몸체(body)
1260: 보호층
1270: 방열층
1280: 제1 방열층
1290: 제2 방열층

Claims (11)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 상부에 배치되고, 기판이 지지되는 샘플 홀더; 및
    상기 챔버 내에 배치되며, 상기 기판 상에 증착면을 형성할 수 있는 타겟이 지지되는 스퍼터건을 포함하되,
    상기 스퍼터건은,
    상기 스퍼터건의 중심에 배치된 제1 영구자석; 및
    상기 제1 영구자석과 이격되고, 상기 제1 영구자석의 둘레에 일정한 간격으로 형성되는 복수의 제2 영구자석을 포함하고,
    상기 제1 영구자석의 표면, 복수의 상기 제2 영구자석의 표면, 상기 제1 영구자석의 표면과 인접한 측면, 및 복수의 상기 제2 영구자석의 표면과 인접한 측면이 외부로 노출되며,
    상기 제1 영구자석 및 복수의 상기 제2 영구자석의 노출된 측면을 감싸도록 방열층이 배치된 것을 포함하는 스퍼터링 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스퍼터건은, 상기 증착면에 대하여 30° 초과 40° 미만의 각도로 정렬되는 것을 포함하는 스퍼터링 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은, 스트론튬 티타네이트(SrTiO3)를 포함하는 스퍼터링 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟은, 스트론튬 망가네이트(SrMnO3)를 포함하는 스퍼터링 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 타겟에 RF 파워를 인가하는 RF 파워 공급부;
    상기 챔버 내에 플라즈마 가스를 공급하는 가스 주입구; 및
    상기 챔버 내의 상기 플라즈마 가스를 제거하는 가스 배출구를 포함하는 스퍼터링 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 스퍼터건은, 상기 제1 영구자석과 복수의 상기 제2 영구자석 사이에 배치된 냉각 라인을 포함하는 스퍼터링 장치.
  7. 샘플 홀더 상에 제1 금속산화물을 포함하는 기판을 배치하고, 상기 기판의 증착면에 30° 초과 40° 미만의 각도로 정렬된 스퍼터건 상에 제2 금속산화물을 포함하는 타겟을 제공하는 단계; 및
    상기 타겟에 파워를 인가하여, 상기 기판 상에 상기 타겟으로부터 상기 제2 금속산화물을 포함하는 에피택셜 박막을 제조하는 단계를 포함하되,
    상기 스퍼터건은,
    상기 스퍼터건의 중심에 배치된 제1 영구자석; 및
    상기 제1 영구자석과 이격되고, 상기 제1 영구자석의 둘레에 일정한 간격으로 형성되는 복수의 제2 영구자석을 포함하고,
    상기 제1 영구자석의 표면, 복수의 상기 제2 영구자석의 표면, 상기 제1 영구자석의 표면과 인접한 측면, 및 복수의 상기 제2 영구자석의 표면과 인접한 측면이 외부로 노출되며,
    상기 제1 영구자석 및 복수의 상기 제2 영구자석의 노출된 측면을 감싸도록 방열층이 배치된 것을 포함하는 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 에피택셜 박막을 제조하는 단계는, 25.0% 이상 50.0% 이하의 산소분압에서 수행되는 것을 포함하는 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 에피택셜 박막을 제조하는 단계는, 750℃ 이상의 온도에서 수행되는 것을 포함하는 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 에피택셜 박막을 제조하는 단계는, 135mTorr 이상의 공정 압력에서 수행되는 것을 포함하는 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 기판은, (001)면으로 정렬된 상기 제1 금속산화물을 포함하고,
    상기 에피택셜 박막은, 엑스선 회절 패턴에서 (002)면과 (003)면을 모두 포함하는 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법.

KR1020190147599A 2019-11-18 2019-11-18 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치 KR102243631B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190147599A KR102243631B1 (ko) 2019-11-18 2019-11-18 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190147599A KR102243631B1 (ko) 2019-11-18 2019-11-18 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102243631B1 true KR102243631B1 (ko) 2021-04-22

Family

ID=75731067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190147599A KR102243631B1 (ko) 2019-11-18 2019-11-18 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102243631B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010093671A (ko) * 2000-03-28 2001-10-29 니시무로 타이죠 산화물 에피택셜 스트레인 격자 막을 제조하는 방법
KR100570980B1 (ko) * 2004-11-24 2006-04-13 삼성에스디아이 주식회사 스퍼터링 장치
KR20100029958A (ko) * 2008-09-09 2010-03-18 (주)제이 앤 엘 테크 자석 구조체 및 이를 구비하는 마그네트론 스퍼터링 장치
KR20140074687A (ko) * 2012-12-10 2014-06-18 경희대학교 산학협력단 스퍼터링 장치
KR20150023788A (ko) * 2012-06-26 2015-03-05 캐논 아네르바 가부시키가이샤 에피택셜막 형성 방법, 스퍼터링 장치, 반도체 발광 소자의 제조 방법, 반도체 발광 소자, 및 조명 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010093671A (ko) * 2000-03-28 2001-10-29 니시무로 타이죠 산화물 에피택셜 스트레인 격자 막을 제조하는 방법
KR100570980B1 (ko) * 2004-11-24 2006-04-13 삼성에스디아이 주식회사 스퍼터링 장치
KR20100029958A (ko) * 2008-09-09 2010-03-18 (주)제이 앤 엘 테크 자석 구조체 및 이를 구비하는 마그네트론 스퍼터링 장치
KR20150023788A (ko) * 2012-06-26 2015-03-05 캐논 아네르바 가부시키가이샤 에피택셜막 형성 방법, 스퍼터링 장치, 반도체 발광 소자의 제조 방법, 반도체 발광 소자, 및 조명 장치
KR20140074687A (ko) * 2012-12-10 2014-06-18 경희대학교 산학협력단 스퍼터링 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104471103B (zh) 溅射靶、氧化物半导体薄膜及它们的制造方法
TWI636959B (zh) Sputtering target, oxide semiconductor film, and the like
JP2011504546A (ja) 非電導性ターゲットを使用するスパッタリングによるセラミック薄膜の成膜方法
US20160181066A1 (en) Laminated materials, methods and apparatus for making same, and uses thereof
WO2009142223A1 (ja) スパッタリング用ターゲット、薄膜の製造法及び表示装置
KR100212906B1 (ko) 산화물박막의 제조방법 및 그것에 사용되는 화학증착장치
US11299801B2 (en) Structure and method to fabricate highly reactive physical vapor deposition target
CN104704138B (zh) 溅射靶、氧化物半导体薄膜及它们的制造方法
KR102243631B1 (ko) 금속산화물 스퍼터링 타겟을 이용한 에피택셜 박막의 제조 방법, 및 스퍼터링 장치
WO2014112369A1 (ja) スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜及びこれらの製造方法
JPWO2008032627A1 (ja) ドライエッチング方法
Motomura et al. High-density convergent plasma sputtering device for a liquid metal target using an unheated glass plate
WO2014112363A1 (ja) スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜及びそれらの製造方法
KR20020078618A (ko) 다중 코일 방식의 유도 결합 플라즈마 마그네트론스퍼터링 시스템 및 그 방법
TWI591197B (zh) Sputtering target
US20240010566A1 (en) Ceramic article, semiconductor apparatus for manufacturing a semiconductor structure and method of manufacturing a ceramic article
KR100399763B1 (ko) 스퍼터링증착법을 이용한 산화아연막의 제조방법
JPH10195656A (ja) 酸化物薄膜の製造方法およびそれに用いる製造装置
JP2016504485A (ja) 積層材料、その製造方法及び製造装置、並びにその使用
WO2014038204A1 (ja) スパッタリングターゲット
WO2009142224A1 (ja) マグネトロンスパッタリング装置、薄膜の製造方法及び表示装置の製造方法
JP2009114510A (ja) スパッタリング方法
JP2021113339A (ja) 積層膜及びその製造方法
TWI620826B (zh) Sputter target
Fukaya et al. Enhancement of crystal growth in Si thin-film deposition by H-radical-assisted magnetron sputtering

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant