증착 조건이 KLN 박막의 형상에 미치는 영향 = The Effect of Deposition Parameters on the Morphology of KLN Thin Films

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The growth characteristics of 4-fold grain which was appeared in KLN deposition on $Pt/Ti/SiO_2/Si(100)$ substrate was studied by varying process variables. Substrate temperature, sputtering pressure, rf power were selected as process variables, and experiment was carried out near optimum fabrication condition. When using K and Li enriched target, the optimum fabrication conditions were substrate temperature of $600^{\circ}C$, sputtering pressure of 150mTorr, rf power of 100 W and its surface morphology is sensitively varied by small deposition condition changes. KLN is composed of elements which have large difference of boiling point. And it is difficult to fabricate thin film at high temperature and high vacuum deposition condition. Furthermore the phenomenon during deposition process can not be explained by using Thorton's model which explains the relation between thin film structure and melting point of thin film materials. These phenomenon can be explained using boiling point of elements which consist of thin film material.

국문 초록 (Abstract)

본 실험에서는 $Pt/Ti/SiO_2/Si(100)$ 기판 위에 KLN 박막을 형성할 때 나타나는 4-fold 그레인의 성장 특성을 조사하기 위하여 공정 변수를 변화시키면서 박막을 제작하였다. 공정 변수는 기판 온도, 스퍼터링 압력, 고주파 전력을 선택하여 최적의 증착 조건 근방에서 공정 변수를 변화시키면서 실험하였다. K와 Li가 과량된 타겟을 사용하여 KLN 박막을 제조할 때 최적의 성장 조건은 고주파 전력 100 W, 공정압력 150 mTorr, 기판온도 $600^{\circ}C$이며 공정변수의 작은 변화에도 박막의 표면 형상은 매우 민감하게 변화하였다. KLN은 화합물을 구성하는 원소 사이의 증기화 온도의 차이가 많이나는 물질로서 고온 고진공의 환경에서 박막을 제조할 때 어려움이 있으며, 녹는점과 기판 온도와의 관계를 설명한 Thornton의 모델로 설명하기 어려운 현상이 나타났다. 이러한 것은 박막 물질을 이루는 구성 원소의 증기화 온도를 이용하여 이 현상을 간단하게 설명할 수 있었다.