KR920009654B1 - 란탄늄 알루미네이트 박막 제조용 스퍼터링타켓의 제조방법 - Google Patents

란탄늄 알루미네이트 박막 제조용 스퍼터링타켓의 제조방법 Download PDF

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KR920009654B1
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성건용
강광용
박신종
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재단법인 한국전자통신연구소
경상현
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Abstract

내용 없음.

Description

란탄늄 알루미네이트 박막 제조용 스퍼터링타켓의 제조방법
제1도는 본 발명의 란탄늄 알루미네이트 박막을 제조 하기 위하여 스프퍼링타켓을 챔버에 장착한 상태를 나타낸 개략도.
본 발명은 스퍼터링타켓의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고주파 마그네트론 스퍼터링(Radio Rrequency magnetron sputtering)의 방법으로 란탄늄 알루미네이트(LaAlO3, Lanthanum aluminate)박막을 제조하는데 사용하기 위한 란탄늄 알루미테이트 스퍼터링 타켓(Target)의 제조방법에 관한 것이다.
최근 개발된 YBa2Du3O7-X등의 고온 초전도 박막을 시리콘기판의 상면에 증착시키기 위하여는 기판과 고온 초전도 박막 간의 경계면에서의 계면 화학 반응을 막아주고, 고온 초전도 박막의 성장이 가능하며, 전기적 특성이 응용상에 적합한 버퍼층(Buffer layer)을 기판상에 증착하여야 한다.
그리고 이와같은 버퍼층으로는 유전상수와 유전손실이 작고, 결정구조, 격자상수, 열팽창계수 등이 고온 초전도 박막과 거의 같은 란탄늄 알루미네이트 박막이 가장 적합한 것으로 알려져 있다.
그러나 시리콘기판과 란탄늄 알루미네이트 박막 사이에는 열팽창계수의 차이가 크기 때문에 란탄늄 알루미네이트 박막의 표면에 많은 균열이 발생하는 문제점이 있었다.
그러므로 균열이 없고 평활한 표면을 갖는 란탄늄 알루미네이트 박막을 실리콘기판에 증착하기 위하여는 고주파 마그네트론 스퍼터링의 방법을 이용하여 란탄늄 알루미네이트 박막을 증착하고, 그 위에 YBa2Du3O7-X고온 초전도 박막을 증착하여 초고속 반도체 배선이나 초고속 저전력의 죠셉슨 소자(Josephson device)등으로 활용할 수 있는 것이다.
이에 따라 본 발명은 실리콘기판상에 고온초전도 박막을 증착시키기 위하여 요구되는 버퍼층인 란탄늄 알루미네이트 박막 제조용 스퍼터링타켓의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은 산화 란탄늄 분말과 산화 알루미늄분말을 아세톤을 용매로 하여 혼합분말로 만들고, 상기의 혼합분말을 승온과 냉각의 열처리 공정을 통하여 란탄늄 알루미네이트 분말을 형성한다.
그리고 란탄늄 알루미네이트 분말을 성형한 성형체를 승온과 냉각의 열처리 한 다음에 소결공정을 거쳐 소결체를 형성한후 고온 열처리 함으로써 란탄늄 알루미네이트 스퍼터링을 제조하는 것이다.
본 발명을 상세히 기술하여 보면 다음과 같다.
산화 란탄늄(La2O3)분말과 산화알루미늄(Al2O3) 분말을 몰(mole)의 비울로 1 : 1 이 되도록 측량한 후 알루미나(alunina) 재질의 볼 밀(ball mill)에서 아세톤을 용매로 하여 측량된 산화 란탄늄 분말과 산화 알루미늄 분말의 혼합분말을 24시간 동안 볼밀링하고, 볼밀링공정을 거친 혼합 분말을 24시간동안 공기중에서 건조하면서 아세톤을 증발제거한 다음에, 이 건조된 혼합분말을 알루미나 도가니에 넣어 공기의 분위기에서 분당 10℃의 속도로 1550~1700℃까지 승혼한후 2~4 시간동안 유지 시키고, 다음에 분당 5℃의 속도로 상온까지 냉각시켜 란탄늄 아루미네이트 분말을 얻는다.
그리고, 상기의 란탄늄 알루미네이트 분말을 직경 5㎝의 금형틀에서 일차 압력을 가한 다음에 다시 고무 용기에 내장하여 정수압을 가하면서 성형하고, 성형된 란탄늄 알루미네이트 분말의 성형체를 아르곤(Ar)의 분위기에서 분당 5℃의 속도로 1700~1900℃까지 승온한 후 2시간동안 소결한 다음에 분당 8℃의 속도로 상온까지 냉각까지 냉각시킨다.
상기와 같은 소결공정을 경유하여 얻어진 직격이 4㎝이고 두께가 5㎜인 디스크(disk)모양의 소결체를 다시 1500℃의 온도인 공기분위기에서 3시간 동안 열처리하여 소결 공정을 거치는 중에 결핍된 산소를 소결체에 보충시켜 란탄늄 알루미네이트 스퍼터링타켓을 제조한다.
상기와 같은 제조공정에 의하여 제조된 란탄늄 알루미네이트 스퍼터링 타켓(1)을 스퍼터링챔버(Chamber)(4)내의 타켓홀더(2)에 부착한 다음에 란탄늄 알루미네이트 스퍼터링타켓(1)과 20~50㎜의 거리를 띄운 상태에서 실리콘기판(3)을 평행하게 장착하여 스퍼터링을 수행하게 되면 실리콘기판(3)의 상면에 란탄늄 알루미네이트 박막을 증착할 수 있다.
따라서 본 발명의 란탄늄 알루미네이트 스퍼터링 타켓의 제조방법에 의해 제조된 란탄늄 알루미네이트 스퍼터링 타켓(1)을 이용하여 스퍼터링챔버(4)의 내에서 실리콘기판(3)에 스퍼터링을 수행하면서 란탄늄 알루미네이트 박막을 증착함으로써 그 위에 YBa2Du3O70X고온 초전도 박막을 증착하여 초고속 반도체 배선이나, 초고속, 저전력의 죠셉슨 소자 등으로 활용할 수 있도록한 것임을 알 수 있다.

Claims (1)

  1. 산화란탄늄과 산화알루미늄의 혼합 분말을 알루미나도가니에 넣고 공기 분위기에서 분당 10℃의 속도로 1550℃-1700℃까지 승온하여 2-4시간 동안 유지시키고 다시 분당 5℃의 속도로 상온까지 냉각시켜 란탄늄 알루미네이트 분말을 얻는 단계와, 상기의 란탄늄 알루미네이트 분말의 성형체를 아르곤 분위기에서 분당 5℃의 속도로 승온하여 1700~1900℃에서 2시간 동안 소결한후 분당 8℃의 속도로 상온까지 냉각시킨 다음에 다시 1500℃의 공기 분위기에서 3시간 동안 열처리하여 산소를 소결체에 보충시키는 소결 및 열처리 단계에 의해 제조됨을 특징으로 하는 란탄늄 알루미네이트 박막 제조용 스퍼터링 타켓의 제조방법.
KR1019900010551A 1990-07-12 1990-07-12 란탄늄 알루미네이트 박막 제조용 스퍼터링타켓의 제조방법 KR920009654B1 (ko)

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