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음극진공아크법에 의한 금속산화물 박막

전문가 제언: ○ 박막을 제조하는 기술은 크게 물리적 방식을 이용하는 물리기상증착(Physical Vapor Deposition; PVD)과 화학적 방식을 이용하는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD)으로 분류될 수 있다. 이는 진공상태에서 저항열이나 전자빔, 레이저빔 또는 플라스마를 이용하여 고체상태의 물질을 기체상태로 만들어 피증착판에 직접 증착시키는 박막제조방식이다.

○ PVD 방식은 공정방법에 따라 열증발법과 스퍼터링 증착법(Sputtering Deposition)으로 분류할 수 있고, 스퍼터링법도 여러 방법(DC Sputtering, RF sputtering, Magnetron Sputtering, Bias Sputtering, Reactive Sputtering)으로 분류한다. PVD방식으로 제조할 수 있는 박막재료는 금속, 합금을 비롯하여 화합물, 비금속 산화물 등이 있다. 이들 박막의 응용 분야는 그 범위가 매우 넓으며, 최근 모든 기술의 경향인 디바이스의 소형, 경박화의 추세에 따라 급격히 확산되고 있다.

○ 음극진공아크(FCVA)법은 위 PVD법 중 Reactive Sputtering법이다. 이온에너지가 높고, 이온화율이 높으며 다가 이온상태를 나타낸다. FCVA에 의한 화합물 박막 형성은 2장에서 열거한 특징과 장점 외에도, 산화물이나 질화물을 직접 스퍼터링하는 것보다 제조, 순도 및 가격　면에서 유리하다. 그 이유는 음극으로부터의 기체상태의 원자는 매우 불안정한 상태여서 반응성 기체와 쉽게 반응하며, 피증착물에 도달한 원자도 박막상태에서 반응이 빠르기 때문이다. 그러나 장치 수명이 짧고 효율이 빨리 감소될 수 있다

○ 우리나라에서 FCVA를 포함한 박막 제조기술과 응용에 관련된 산학연 활동은 비교적 활발해 보인다. 특히 첨단재료와 디바이스의 응용에서도 경쟁력이 있는 부분도 있으므로 종합적이고 체계적인 연구개발계획이 필요하다고 생각된다.

저자: Tay, BK; Zhao, ZW; Chua, DHC
자료유형: 학술정보