초록
Cu(4.5at.% Mg) target을 이용하여 sputtering에 의해 증착된 Cu(Mg) alloy박막의 열처리시 형성되는 산화 방지막 MgO의 박막 특성에 영향을 주는 인자에 대해 살펴보았다. MgO 박막의 산화방지 능력 및 막질에 영향을 주는 인자로는 열처리 온도, $O_2$ 압력, Mg 농도 등으로 나타났다. MgO 박막의 두께는 열처리 온도가 증가함에 따라 증가하다 $500^{\circ}C$ 이상에서는 150 $\AA$ 정도의 성장한계두께를 나타내었다. 표면에 형성되는 MgO 박막은 $O_2$압력이 낮을수록, Mg의 농도가 높을수록 치밀한 MgO가 형성되어 산화방지에 우수한 특성을 보였으며 전 열처리 과정인 진공 열처리 공정은 1at.%정도의 낮은 Mg 농도에서도 치밀한 MgO형성에 매우 효과적임이 확인되었다. 본 연구에서 Cu(Mg) alloy박막의 열처리를 통해 낮은 저항의 Cu박막의 형성과 동시에 산화방지에 우수한 특성을 보이는 MgO 박막을 열처리 온도, $O_2$ 압력, Mg 농도 등의 최적조건을 이용하여 얻어질 수 있음을 확인하였다.
Variables affecting the passivation capability of Cu(Mg) alloy films, which were sputter deposited from a Cu (4.5 at. %) target, have been investigated. The results show that the passivation capability of a Cu(Mg) alloy film is a function of annealing temperature, $O_2$ pressure, and Mg content in the film. Increasing the annealing temperature up to $500^{\circ}C$ favors formation of a dense MgO layer on the surface which has a growth limited thickness of 150 $\AA$. Decreasing the $O_2$ pressure enhances the preferential oxidation of Mg over Cu. Furthermore, increasing the Mg content in the Cu(Mg) film promotes formation of a dense MgO layer. Vacuum pre-annealing was found to be very effective in segregating Mg to the surface, facilitating the passivation capability of the Cu(Mg) alloy film even when the Mg content is low. In the current study, self-aligned MgO layers with low resistivity and an effective passivation capability over the Cu surface, have been obtained by manipulating these factors when Cu(Mg) thin films are annealed.
