반응성 스퍼터링에 의한 TiAlN 박막의 증착

초록

TiAlN 박막은 기계적 표면강도가 우수하여 코팅용 박막으로 활용될 뿐만 아니라 oxidation resistance와 corrosion resistance에 대한 뛰어난 특성을 가지고 있어서 여러 분야에서 활발히 연구되고 있다[1,2]. TiAlN 박막을 제조하기 위한 방법으로는 sputtering, evaporation, ion plating 등과 같은 PVD 방법들이 있는데[3], 이러한 여러 방법 중에서 반응성 직류 마그네트론 증착 방법은 금속 합금 타겟을 사용하여 높은 증착 속도를 얻을 수 있으며 낮은 기판 온도를 유지할 수 있고 박막의 조성을 제어할 수 있는 장점을 가지고 있다. 일반적으로 TiAlN 박막은 TiAl 합금 타겟을 사용하고 Ar과 N2의 혼합가스를 이용하여 반응성 스퍼터링 방법으로 증착되어지며 증착 압력, 기판 온도, dc power, gas flow rate 등이 막의 결정성, 조직 등에 영향을 미치는 것으로 많은 연구에서 보고되고 있다[4-6]. 본 연구에서는 발열체로서 높은 thermal diffusivity를 갖는 TiAlN 박막에 대하여 주요 변수인 N2 flow rate과 dc power를 변화시켜 증착된 박막의 electrical resistivity(ρ)값의 변화를 조사하였다.