KR0153568B1 - Apparatus and method of fabricating wide area thin film using pulse laser - Google Patents
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Abstract
펄스 레이저를 이용한 대면적 박막의 제조 장치 및 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 대면적 박막 제조 장치는 진공조; 상기 진공조 내의 일측부에 설치된 회전 가능한 타겟 홀더; 상기 타겟 홀더에 부착된 타겟; 상기 진공조 내로 반응가스를 주입하기 위한 반응가스 주입부; 고에너지의 레이저빔을 상기 타겟에 전달하여 이온, 원자, 분자 및 전자의 혼합체인 플럼을 형성시키기 위해 진공조 외부에 설치된 펄스 레이저; 상기 레이저빔을 통과시켜 타겟 표면 상에 조사하기 위한 광학계; 상기 진공조의 하단부에 설치되어 회전 및 전후좌우로 동시에 구동되는 스테이지; 상기 스테이지 상에 착탈 가능하게 설치되어 상기 스테이지와 연동하는 기판; 그리고 상기 기판의 상반부에 격리 설치되어 개구의 조절이 가능한 셔터로 구성된다. 형성된 플럼은 셔터의 특정 부문만의 개방에 의해 상기 플럼의 일부분만이 선택적으로 상기 셔터를 통과하여 상기 기판에 성장하고, 이때 기판은 회전 및 전후좌우 방향으로 구동되어 기판 상에 성장된 플럼은 급속히 응고되어 균질한 박막을 형성할 수 있다.An apparatus and method for producing a large area thin film using a pulse laser are disclosed. The large-area thin film production apparatus of the present invention comprises a vacuum tank; A rotatable target holder installed at one side in the vacuum chamber; A target attached to the target holder; A reaction gas injector for injecting a reaction gas into the vacuum chamber; A pulse laser installed outside the vacuum chamber to deliver a high energy laser beam to the target to form a plum, which is a mixture of ions, atoms, molecules and electrons; An optical system for irradiating a target surface through the laser beam; A stage installed at the lower end of the vacuum chamber and driven simultaneously in rotation, front, rear, left and right; A substrate detachably installed on the stage and interlocked with the stage; And it is composed of a shutter which is provided insulated in the upper half of the substrate and the opening can be adjusted. The formed plume grows on the substrate with only a portion of the plume selectively passing through the shutter by opening only a specific section of the shutter, wherein the substrate is driven in a rotational, forward, backward, left-right direction so that the plum grown on the substrate rapidly It can solidify to form a homogeneous thin film.
Description
본 발명은 펄스 레이저를 이용한 대면적의 박막을 증착하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펄스 레이저를 이용하여 전자 방출 특성 및 기계적 특성이 균일한 넓은 면적의 다이아몬드상 박막 에미터의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for depositing a large area thin film using a pulse laser, and more particularly, to a device for producing a diamond-like thin film emitter having a large area having uniform electron emission characteristics and mechanical properties using a pulse laser. And to a method.
일반적으로 다이아몬드상 탄소 박막은 낮은 전계하에서도 높은 전자 방출 특성을 나타내므로 전계 방출형 표시소자용 에미터 재료로 사용하기에 적합하다. 이러한 다이아몬드상 탄소 박막을 얻기 위한 종래의 방법으로는 필라멘트의 열에너지 또는 마이크로파 플라즈마를 이용하는 방법, 고주파(Radio-Frequency: RF)를 이용한 플라즈마(Plasma) 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition Method: CVD법), 고주파를 이용한 스퍼터링 방법(RF Sputtering Method), 펄스 레이저 증착법 등이 있다. 그러나, 필라멘트의 열에너지나 마이크로파 플라즈마를 이용하여 양질의 다이아몬드상 탄소 박막을 얻기 위해서는 기판의 온도를 수백℃ 내지 1000℃ 정도로 유지되는 것이 필수적으로 요구된다.In general, diamond-like carbon thin films exhibit high electron emission characteristics even under low electric fields, and thus are suitable for use as emitter materials for field emission display devices. Conventional methods for obtaining such diamond-like carbon thin film include a method using filament thermal energy or microwave plasma, Plasma Chemical Vapor Deposition Method (CVD method) using radio-frequency (RF), There is a sputtering method (RF sputtering method), a pulsed laser deposition method using a high frequency. However, in order to obtain a high quality diamond-like carbon thin film using filament thermal energy or microwave plasma, it is essential to maintain the temperature of the substrate at several hundred degrees Celsius to 1000 degrees Celsius.
따라서, 사용하는 기판 재료의 융점이 상기 기판 온도 범위 보다 낮은 유리와 같은 재료의 경우에는 이러한 필라멘트의 열에너지나 마이크로파 플라즈마 방법은 사용이 불가능하다. 또한, 필라멘트의 열에너지나 마이크로파 플라즈마 방법은 사용이 불가능하다. 또한, 필라멘트의 열에너지나 마이크로파 플라즈마 방법은 고온 공정이므로 대규모 양산시에 공정시간 및 에너지 효율면에서 많은 문제점이 있다.Therefore, in the case of a material such as glass whose melting point of the substrate material to be used is lower than the substrate temperature range, the thermal energy of the filament or the microwave plasma method cannot be used. In addition, the filament thermal energy or microwave plasma method cannot be used. In addition, since the filament thermal energy or microwave plasma method is a high temperature process, there are many problems in terms of process time and energy efficiency during mass production.
한편 RF 플라즈마 CVD법에 의해 상온에서 비정질상의 다이아몬드상의 탄소 박막을 제조하는 것이 가능하지만, 상기 방법에 의해 제조된 박막은 높은 잔류응력으로 인하여 사용하는 기판에 따라서는 기판과 박막간에 박리가 일어나기 쉬운 문제점이 있다.On the other hand, it is possible to produce an amorphous diamond-like carbon thin film at room temperature by RF plasma CVD method, but the thin film manufactured by the above method tends to be peeled off between the substrate and the thin film depending on the substrate used due to the high residual stress. There is this.
또한, RF 스퍼터링 방법에 의해서도 상온에서 다이아몬드상의 탄소 박막의 제조가 가능하지만 이 방법에 의해 제조된 박막은 RF 플라즈마 CVD 방법과 비교할 때 양질의 다이아몬드상 탄소 박막을 얻기가 어려운 문제점이 있다.In addition, it is possible to produce a diamond-like carbon thin film at room temperature by the RF sputtering method, but the thin film prepared by this method has a problem that it is difficult to obtain a high quality diamond-like carbon thin film compared to the RF plasma CVD method.
펄스 레이저 증착법의 제조법은 상술한 종래의 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법에 비해 제조 방법이 간단하고 다이아몬드 결합 성분 비율이 높은 양질의 다이아몬드상 탄소 박막을 제조하는 것이 가능하다.The manufacturing method of the pulsed laser deposition method is simpler than the conventional diamond-like carbon thin film manufacturing method mentioned above, and it is possible to manufacture a high quality diamond-like carbon thin film with a high ratio of a diamond bond component.
그러나 펄스 레이저 증착법은 전술한 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법에 비하여 대면적의 다이아몬드상 탄소 박막을 제조하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 고에너지의 레이저가 타겟에 조사되어 형성되는 플럼(plume)은 이온, 원자 및 분자, 그리고 전자의 혼합체로서 타겟면에 수직한 방향으로 소면적에만 형성된다.However, the pulsed laser deposition method has a problem that it is difficult to produce a large diamond-like carbon thin film compared to the diamond-like carbon thin film manufacturing method described above. That is, a plum formed by irradiating a high energy laser to a target is a mixture of ions, atoms, molecules, and electrons, and is formed only in a small area in a direction perpendicular to the target plane.
따라서, 상기 플럼이 형성되는 소면적을 벗어남에 따라 타겟면에 형성된 다이아몬드상 박막의 두께는 심한 차이를 나타내게 되고, 특히 다성분의 합금 타겟을 사용하는 경우에는 심한 두께 차이 이외에도 형성된 다이아몬드 상의 조성 비율이 플럼 형성 위치에 따라 크게 차이가 나는 문제점이 있다.Therefore, the thickness of the diamond-like thin film formed on the target surface shows a serious difference as the plume leaves the small area formed, and in particular, in the case of using a multi-component alloy target, the proportion of the diamond phase formed in addition to the severe thickness difference There is a problem that greatly differs depending on the position of the plum formation.
따라서, 상술한 종래의 방법으로는 기판을 고정시키거나 단순히 회전만 시키면서 다이아몬드상 탄소 박막을 제조하는 경우에는 막의 두께, 막의 조성 비율, 그리고 전기적 및 기계적 특성 등이 균질한 박막을 1인치 정도 이상으로 제조하는 것은 거의 불가능한 문제점이 있었다.Therefore, in the above-described conventional method, when manufacturing a diamond-like carbon thin film while fixing or simply rotating a substrate, the homogeneous thin film having a uniform thickness, film composition ratio, electrical and mechanical properties, etc., is about 1 inch or more. There was a problem that is almost impossible to manufacture.
이에, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 제1의 목적은 펄스 레이저와 셔터(Shutter)를 이용하여 기판의 전체 면적에 걸쳐서 두께가 균일하고, 박막의 형성 위치에 따른 조성 비율이나 전기적 및 기계적 특성이 균질한 대면적의 다이아몬드상 탄소 박막을 제조하는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described conventional problems, the first object of the present invention is to form a thin film and uniform thickness over the entire area of the substrate using a pulse laser and a shutter (Shutter) It is an object of the present invention to provide a device for producing a large-diameter diamond-like carbon thin film having a uniform composition ratio or electrical and mechanical properties depending on the position.
또한 본 발명의 제2의 목적은 상기한 펄스 레이저를 이용한 대면적 박막의 제조 장치를 이용하여 대면적 박막을 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, a second object of the present invention is to provide a method for producing a large area thin film using the apparatus for producing a large area thin film using the above-described pulse laser.
제1도는 본 발명의 펄스 레이저를 이용한 대면적의 다이아몬드상 탄소 박막 증착을 위한 펄스 레이저 증착 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a pulse laser deposition apparatus for depositing a large area of diamond-like carbon thin film using the pulse laser of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 펄스 레이저 2 : 광학계1 pulse laser 2 optical system
3 : 타겟(Target) 4 : 타겟 홀더3: Target 4: Target Holder
5 : 플럼(Plume) 6 : 셔터(Shutter)5: Plume 6: Shutter
7 : 반응가스 주입부 8 : 기판7: reaction gas injection unit 8: substrate
9 : X-Y 스테이지 10 : 회전판9: X-Y stage 10: rotating plate
11 : 진공펌프 12 : 진공조11: vacuum pump 12: vacuum chamber
13 : 스테이지13: stage
상기한 본 발명의 제1의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 진공조;In order to realize the first object of the present invention described above, the present invention is a vacuum chamber;
상기 진공조 내의 일측부에 설치된 회전 가능한 타겟 홀더;A rotatable target holder installed at one side in the vacuum chamber;
상기 타겟 홀더에 부착된 타겟;A target attached to the target holder;
상기 진공조 내로 반응가스를 주입하기 위한 반응가스 주입부;A reaction gas injector for injecting a reaction gas into the vacuum chamber;
고에너지의 레이저빔을 상기 타겟에 전달하여 이온, 원자, 분자 및 전자의 혼합체인 플럼을 형성시키기 위해 진공조 외부에 설치된 펄스 레이저;A pulse laser installed outside the vacuum chamber to deliver a high energy laser beam to the target to form a plum, which is a mixture of ions, atoms, molecules and electrons;
상기 레이저빔을 통과시켜 타겟 표면 상에 조사하기 위한 광학계;An optical system for irradiating a target surface through the laser beam;
상기 진공조의 하단부에 설치되어 회전 및 전후좌우로 동시에 구동되는 스테이지;A stage installed at the lower end of the vacuum chamber and driven simultaneously in rotation, front, rear, left and right;
상기 스테이지 상에 착탈 가능하게 설치되어 상기 스테이지와 연동하는 기판; 그리고A substrate detachably installed on the stage and interlocked with the stage; And
상기 기판의 상반부에 격리 설치되어 개구의 조절이 가능한 셔터를 포함하는 펄스 레이저를 이용한 대면적 박막의 제조 장치를 제공한다.Provided is an apparatus for manufacturing a large-area thin film using a pulsed laser including a shutter that is isolated from the upper half of the substrate and the shutter can be adjusted.
또한 본 발명의 제2의 목적을 실현하기 위하여,In addition, in order to realize the second object of the present invention,
(i) 진공조의 하단부에 설치되어 회전 및 전후좌우로 동시에 구동되는 스테이지에 기판을 착탈 가능하게 장착하는 단계;(i) detachably mounting the substrate on a stage installed at the lower end of the vacuum chamber and driven simultaneously in rotation, front, rear, left and right;
(ii) 반응가스 주입구를 통해 상기 진공조 내로 반응가스를 주입하는 단계;(ii) injecting a reaction gas into the vacuum chamber through a reaction gas inlet;
(iii) 셔터의 개구를 조절하는 단계;(iii) adjusting the opening of the shutter;
(iv) 상기 진공조 외부에 설치되어 레이저빔을 방사하는 펄스 레이저를 이용하여 상기 진공조 내의 일측부에 설치된 회전 가능한 타겟 홀더에 부착된 타겟의 표면 상에 레이저빔을 조사하여서 이온, 원자, 분자 및 전자의 혼합체인 플럼을 생성하는 단계; 그리고(iv) irradiating a laser beam onto a surface of a target attached to a rotatable target holder provided at one side of the vacuum chamber by using a pulse laser installed outside the vacuum chamber to emit a laser beam, thereby causing ions, atoms, molecules And generating a plum that is a mixture of electrons; And
(v) 상기 스테이지를 회전 및 전후좌우로 구동시키므로써 단계 (iv)에서 발생된 플럼을 상기 기판 상에 균일한 박막을 넓은 면적에 걸쳐 형성하는 단계를 포함하는 펄스 레이저를 이용한 대면적 박막의 제조 방법을 제공한다.(v) fabricating a large area thin film using a pulse laser, comprising: forming a uniform thin film on the substrate over a large area by driving the stage in rotation, forward, backward, left, and right; Provide a method.
상기한 본 발명의 펄스 레이저를 이용한 대면적 박막 제조 장치 및 방법에 의하면, 고에너지의 레이저 빔이 타겟에 조사되어 발생된 플럼이 기판 상에 성장될 때 기판을 회전시키고, 동시에 전후좌우로 구동시키므로써 도포되는 박막층을 균질하게 할 수 있고, 또한 균일한 다이아몬드상 박막을 성장시키기 위해 셔터를 구성하여 레이저 플럼의 크기를 일정하게 유지할 수 있기 때문에 박막층을 균질한 상태로 성장시킬 수 있다.According to the large-area thin film manufacturing apparatus and method using the pulse laser of the present invention, when the plum generated by the irradiation of the high-energy laser beam is grown on the substrate, the substrate is rotated and driven at the same time The thin film layer can be made homogeneous, and the shutter can be configured to grow a uniform diamond-like thin film so that the size of the laser plum can be kept constant, so that the thin film layer can be grown in a homogeneous state.
또한 상기한 본 발명의 펄스 레이저를 이용한 대면적 박막 제조 장치 및 방법에 의해 제조된 다이아몬드상 탄소 박막을 전계 방출형 표시소자(Field Emission Display: FED)용 에미터의 제조에 이용하므로써 대면적의 전계 방출형 표시소자용 에미터를 제조할 수 있다.In addition, the diamond-like carbon thin film produced by the above-described large-area thin film manufacturing apparatus and method using the pulse laser of the present invention is used for the production of emitters for field emission display devices (FEDs), thereby providing a large-area electric field. Emitters for emitting display elements can be manufactured.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention through an embodiment of the present invention.
제1도는 본 발명의 펄스 레이저를 이용한 대면적의 다이아몬드상 탄소 박막 증착을 위한 펄스 레이저 증착 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a pulse laser deposition apparatus for depositing a large area of diamond-like carbon thin film using the pulse laser of the present invention.
제1도을 참조하여, 진공조(12) 내부에는 회전 가능한 타겟 홀더(4)가 설치되어 있으며, 상기 타겟 홀더(4)의 표명에는 플럼(5)을 형성하기 위한 타겟(3)이 부착되어 있다.Referring to FIG. 1, a rotatable target holder 4 is provided inside the vacuum chamber 12, and a target 3 for forming a plume 5 is attached to the target holder 4. .
상기 진공조(12)의 일측부에는 다이아몬드상 탄소 박막에 불순물을 첨가시키기 위한 반응가스 주입부(7)가 설치되어 있다.One side portion of the vacuum chamber 12 is provided with a reaction gas injection unit 7 for adding impurities to the diamond-like carbon thin film.
또한, 상기 진공조(12) 내의 하단부에는 회전 및 전후좌우 구동을 하는 스테이지(13)가 설치되어 있다. 보다 상세히는 회전 가능한 회전판(10)이 설치되어 있으며, 상기 회전판(10) 상에는 전후, 좌우 운동이 가능한 X-Y 스테이지(9)가 고정되어 있다.Moreover, the stage 13 which rotates, drives back, front, left and right, is provided in the lower end part in the said vacuum chamber 12. As shown in FIG. In more detail, the rotatable rotating plate 10 is provided, and the X-Y stage 9 capable of front, rear, left and right movements is fixed on the rotating plate 10.
또한 상기 X-Y 스테이지(9) 상에는 상기 플럼(5)을 냉각시켜 박막을 형성하기 위한 기판(8)이 위치되어 있고, 기판(8) 표면 상반부에는 셔터(6)가 설치되어 개구 면적이 조절되게 되어있다. 이때 셔터의 역할은 넓은 면적에 걸쳐서 박막을 균질하게 증착시키는데에 그 목적이 있는 것으로서 타겟에 부딪친 레이저빔은 플럼(Plume)으로 변환되어 기판을 향해 이동하나, 상기 플럼과 기판과의 최단거리인 수직부분에는 그 성장되는 층의 두께가 두껍게 형성되고, 수직부분에서 주변부분으로 이동할수록 형성되는 층의 두께가 얇게 되므로 이를 방지하기 위해 셔터의 창을 미리 조절하여 성장되는 박막층의 두께를 조절할 수 있다.In addition, a substrate 8 for cooling the plume 5 to form a thin film is positioned on the XY stage 9, and a shutter 6 is provided at an upper half of the surface of the substrate 8 to adjust the opening area. have. At this time, the role of the shutter is to uniformly deposit the thin film over a large area. The laser beam hitting the target is converted into a plume and moved toward the substrate, but the vertical distance is the shortest distance between the plume and the substrate. The thickness of the grown layer is formed thicker in the portion, and the thickness of the formed layer becomes thinner as it moves from the vertical portion to the peripheral portion, so that the thickness of the grown thin film layer can be adjusted by adjusting the window of the shutter in advance to prevent this.
먼저, 가스 주입부(7)의 밸브를 열어 불순물 첨가를 위해 진공조(12) 내로 반응가스를 주입시킨다.First, the valve of the gas injection unit 7 is opened to inject the reaction gas into the vacuum chamber 12 to add impurities.
본 발명에 사용되는 반응가스 중의 하나로 수소가 사용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 타겟은 흑연 타겟이나 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti)등의 천이금속과 탄소의 합금으로 이루어진 천이금속 함유 탄소 타겟 등이 사용될 수 있다.Hydrogen may be used as one of the reaction gases used in the present invention. The target used in the present invention may be a graphite target or a transition metal-containing carbon target made of an alloy of a transition metal such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W), titanium (Ti) and carbon.
단순히 흑연 타겟을 사용하는 경우에 비해 천이금속 함유 탄소 타겟을 사용하면 천이금속이 함유된 다이아몬드상 탄소 박막을 얻을 수 있고, 상기 박막은 천이금속 함량의 조절에 의해 전자 방출 특성이나 전기 저항의 조절이 훨씬 용이하고, 또한 기판과의 접착력이 향상되는 장점이 있다.Compared with the case of simply using the graphite target, the use of the transition metal-containing carbon target yields a diamond-like carbon thin film containing the transition metal, and the thin film is controlled by controlling the electron emission characteristics or the electrical resistance by controlling the transition metal content. It is much easier and also has the advantage that the adhesion to the substrate is improved.
또한 펄스 레이저(1) 및 광학계(2)는 진공조(12)의 외부에 설치되어 있으며, 펄스 레이저(1)는 레이저빔을 발생시킨다. 상기 펄스 레이저(1)에서 발생한 레이저 빔은 광학계(2)를 통과하여 진공조(12) 내의 타겟(3) 표면 상에 조사된다.In addition, the pulse laser 1 and the optical system 2 are provided outside the vacuum chamber 12, and the pulse laser 1 generates a laser beam. The laser beam generated by the pulsed laser 1 passes through the optical system 2 and is irradiated onto the surface of the target 3 in the vacuum chamber 12.
상기 타겟(3) 표면 상에 전달된 레이저 빔은 고에너지 밀도를 갖는 빔으로서 타겟 표면과의 충돌에 의한 에너지의 교환이 이루어진다. 그 결과 타겟(3) 표면으로부터 여러 종류의 이온, 원자, 분자 및 전자 등이 방출되고, 따라서 진공조(12) 내에 이들의 혼합체인 플럼(5)이 형성된다.The laser beam transmitted on the surface of the target 3 is a beam having a high energy density, and exchanges energy by collision with the target surface. As a result, various kinds of ions, atoms, molecules, electrons, and the like are released from the surface of the target 3, and thus a plum 5, which is a mixture thereof, is formed in the vacuum chamber 12.
상기 방법으로 형성된 플럼(5)은 진공조(12) 내에서 기판(8)쪽을 향하여 이동하고, 상기 기판(8)에 충돌한 후 기판(8) 상의 전면적에 걸쳐서 증착된다. 이때, 기판(8) 표면의 상반부에 설치된 셔터(6)의 특정 부분만을 개방하면 매우 균질한 플럼의 일부분만이 선택적으로 셔터를 통과하게 된다.The plume 5 formed in this way moves in the vacuum chamber 12 towards the substrate 8, impinges upon the substrate 8 and is deposited over the entire area on the substrate 8. At this time, opening only a specific portion of the shutter 6 provided in the upper half of the surface of the substrate 8 allows only a portion of the very homogeneous plum to selectively pass through the shutter.
이러한 방법으로 통과한 플럼은 회전 운동을 하는 회전판에 부착된 전후, 좌우 운동을 하는 X-Y 스테이지(9)에 고정된 기판(8) 상에 대면적에 걸쳐서 연속적으로 성장된다. 성장된 플럼은 급속히 응고되어, 기판(8) 상에 연속적인 대면적의 박막이 형성된다.The plum which has passed in this way is continuously grown over a large area on the substrate 8 fixed to the X-Y stage 9 which moves back and forth, left and right, attached to the rotating plate which rotates. The grown plume solidifies rapidly, forming a continuous large area thin film on the substrate 8.
상기한 방법으로 형성된 박막은, 상기 기판이 전후, 좌우 및 회전 운동을 하기 때문에 기판의 전체 면적에 그 두께가 균일하게 형성된다. 또한, 상기 셔터의 제한된 개방부를 통과한 플럼은 셔터를 사용하지 않는 경우에 비해 훨씬 더 균질한 상태를 나타낸다.The thin film formed by the above-described method is uniformly formed in the entire area of the substrate since the substrate is moved back and forth, left and right, and rotationally. In addition, the plume passing through the limited opening of the shutter exhibits a much more homogeneous state than without the shutter.
레이저 플럼의 위치와 크기는 항상 일정하게 고정되어 있고 박막 성장중에 기판이 회전판과 X-Y 스테이지에 의해 회전과 함께 전후좌우로 움직이면 원하는 크기의 대면적에 균일한 박막을 성장시킬 수 있다.The position and size of the laser plume are always fixed constantly, and during the thin film growth, if the substrate is moved back, forth, left and right with rotation by the rotating plate and the X-Y stage, it is possible to grow a uniform thin film in a large area of a desired size.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 스테이지(13)는 X-Y 스테이지(9) 위에 회전판(10)을 부착한 X-Y 스테이지(9)와 회전판(10)의 구성으로 대치될 수 있다. 이 경우에 있어서도, 본 발명이 달성하고자 하는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.In another embodiment of the present invention, the stage 13 may be replaced by a configuration of the X-Y stage 9 and the rotating plate 10 to which the rotating plate 10 is attached on the X-Y stage 9. Also in this case, the same effects as the effects of the present invention can be obtained.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 펄스 레이저를 이용하여 제조된 다이아몬드상 탄소 박막은 그 전체 면적에 걸쳐서 박막의 두께 및 박막의 형성 위치에 따른 조성 비율이 균질하게 분포되고, 또한 전기적 및 기계적 특성도 균질성을 유지할 수 있다.As described above, according to the present invention, a diamond-like carbon thin film manufactured by using a pulse laser has a homogeneous distribution of composition ratios depending on the thickness of the thin film and the formation position of the thin film over its entire area. I can keep it.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 펄스 레이저를 이용하여 제조된 다이아몬드상 탄소 박막은, 회전 구동되는 회전판과 전후좌우 구동되는 X-Y 스테이지의 작동에 의해 기판이 회전 운동 및 전후좌우 운동을 하기 때문에 기판의 전체 면적에 대해서 박막의 두께 및 박막의 형성 위치에 따른 조성 비율이 균질하게 분포되고, 또한 전기적 및 기계적 특성도 균질성을 실현할 수 있다.As described above, the diamond-like carbon thin film manufactured by using the pulse laser according to the present invention, since the substrate is rotated and the front and rear, left and right movement by the operation of the rotating plate and the XY stage driven in front and rear, The composition ratio according to the thickness of the thin film and the formation position of the thin film is uniformly distributed over the entire area, and the electrical and mechanical properties can also be realized homogeneously.
또한, 균일한 다이아몬드상 박막을 성장시키기 위해 셔터를 구성하므로써 기판 상에 위치한 셔터 구멍으로 레이저 플럼의 크기를 일정하게 유지할 수 있기 때문에 셔터를 사용하지 않는 경우에 비해 훨씬 더 균질한 상태를 나타낸다.In addition, since the shutter is configured to grow a uniform diamond-like thin film, the size of the laser plume can be kept constant by the shutter hole located on the substrate, thus showing a much more homogeneous state than when the shutter is not used.
또한 상기한 본 발명에 의해 제조된 다이아몬드상 탄소 박막을 전계 방출형 표시소자용 에미터의 제조에 이용함으로써 대면적의 전계 방출형 표시소자용 에미터를 제공할 수 있다.In addition, by using the diamond-like carbon thin film produced according to the present invention in the manufacture of an emitter for a field emission display device, an emitter for a large area field emission display device can be provided.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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