To establish low-temperature process conditions, process-property correlation has been investigated for Ga-doped ZnO (GZO) thin films deposited by pulsed DC magnetron sputtering. Thickness of GZO films and deposition temperature were varied from 50 to 500 nm and from room temperature to 250 oC, respectively. Electrical properties of the GZO films initially improved with increase of temperature to 150 oC, but deteriorated subsequently with further increase of the temperature. At lower temperatures, the electrical properties improved with increasing thickness; however, at higher temperatures, increasing thickness resulted in deteriorated electrical properties. Such changes in electrical properties were correlated to the microstructural evolution, which is dependent on the deposition temperature and the film thickness. While the GZO films had c-axis preferred orientation due to preferred nucleation, structural disordering with increasing deposition temperature and film thickness promoted grain growth with a-axis orientation. Consequently, it was possible to obtain a good electrical property at relatively low deposition temperature with small thickness.

BiFeO3 (BFO) thin films were prepared on Pt/TiO2/Si substrate by r.f. magnetron sputtering. The effects of deposition pressure on electrical properties were investigated using measurement of dielectric properties, leakage current and polarization. When BFO targets were prepared, Fe atoms were substituted with Mn 0.05% to increase electrical resistivity of films. (Fe+Mn)/Bi ratio of BFO thin films increases with increasing partial pressure of O2 gas. The deposited films showed the only BFO phase at 10 mTorr, the coexistence of BFO and Bi2O3 phase at 30-50 mTorr, and the only Bi2O3 phase at 70 mTorr. The crystallinity of BFO films was reduced due to the higher Bi contents and the decrease of surface mobility of atoms at high temperature. The porosity and surface roughness of films increased with the increase of the deposition pressure. The films deposited at high pressure showed low dielectric constant and high leakage current. The dielectric constant of films deposited at various deposition pressures was 84~153 at 1 kHz. The leakage current density of the films deposited at 10~70 mTorr was about 7×10.6~1.5×10.2A/cm2 at 100 kV/cm. The leakage current was found to be closely related to the morphology and composition of the BFO films. BFO films showed poor P-E hysteresis loops due to high leakage current.

Ti과 Si의 비가 서로 다른 종류의 타 을 Ar/N2의 혼합기체를 사용하여 rf magnetron sputtering방법으로 증착된 Ti-Si-N박막의 증착특성에 대해 연구하였다. Ti-Si-N박막의 조성과 증착률은 각 타 Ti/Si의 비율과 증착시의 질소기체의 유량에 따라 크게 변하였다. 이것은 Ti과 Si의 nitriding 정도의 차이로 인한 서로 다른 sputter yield에 의한 것으로 나타났다. Si이 비교적 적게 포함된 Ti-Si-N박막은 증착시부터 박막내 TiN의 결정화가 일어났으며, 낮은 비저항을 나타내었다. N의 함량의 증가는 박막의 밀도와 압축응력을 증가시켜 Ti-Si-N박막의 확산방지 능력에 큰 영향을 미치는 인자로 나타났다. 본 연구에서 N2의 유략과 타 의 Ti/Si비율을 조절함으로써 효율적인 확산방지막인 Ti-Si-N 박막의 공정조건을 확립할 수 있었다. 박막의 공정조건을 확립할 수 있었다.

단일 이온원을 사용하는 이온빔 스퍼터링법을 이용하여 Mn-Zn페라이트 박막을 증착하였다. 기판은 1000Å의 산화막이 입혀진 실리콘 웨이퍼를 사용하고 타깃은 (110)Mn-Zn 페라이트 단결정위에 Fe 금속선을 부착한 모자이크 타깃을 사용하엿다. 산소의 유입없이 성장된 박막은 금속선으로부터 스퍼터링된 금속이온들에 의해 상대적인 산소결핍을 나타내어 Wustite 구조를 가졌으며, 이를 해결하기 위해 기판주위로 산소를 유입시켜 증착시킨 결과(111) 우선배향성을 가지는 스피넬 페라이트 상의 박막을 얻을 수 있었다.박막의 성장속도는 이온빔 인출전압, 이온빔 입사각이 증가할수록 감소하였고, 기판과 타깃과의 거리가 멀어질수록 감소하였다. 낮은 이온빔 인출전압에서는 인출전압의 증가에 따라서 박막의 결정화가 향상되었지만, 매우 높은 인출전압에서는 이차이온의 에너지가 너무 높아 박막에 손상을 가하게 되므로 인출전압이 증가할수록 박막의 결정화는 오히려 저하되었다. 스피넬 구조를 가지는 페라이트 박막들은 페리자성을 나타내었으며 박막면에 평행한 방향으로 자화용이축을 가졌다.

rf 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 7059 유리기판 위에 ZnO압전박막을 증착하고, 공정변수인 rf 인가전력, 반응기 압력, O2/Ar의 조성비등이 증착되는 박막의 결정성 및 전기적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 증착된 ZnO박막은 문헌에 보고된 증착속도보다 높은 값(200-1000Å/min)을 가졌으며, XRD(002)피크의 rocking curve 표준편차가 SAW 필터로의 응용이 가능한 6˚미만의 값을 가졌다. O2Ar 유입비가 25%이상의 경우에는 매우 높은 저항치를 가짐을 알 수 있었다. ZnO박막의 두께와 파장의 비, hλ=0.25인 조건에서 필터를 제조하였다. 측정한 주파수 응답특성과 이론치에 의해 계산한 주파수응답특성은 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 이때 중심주파수는 39.08MHz였으며, 상속도는 ? 2501m/sec, 삽입손실은 약 29dB였다.