공진초음파분광법을 이용한 스퍼터링타겟 접합불량 검사 타당성 연구

지봉규,박재하,조승현 한국비파괴검사학회 2020 한국비파괴검사학회지 Vol.40 No.5

스퍼터링타겟은 반도체 및 디스플레이 제조에 많이 활용되는 스퍼터링 공정의 원료와 전극역할을 하는 후면판을 접합시킨 것으로써, 타겟 재료와 후면판의 접합상태 불량은 제품의 품질이나 공정 효율에 많은 영향을 미치므로 엄격한 접합품질의 사전 검사가 요구된다. 기존 대부분의 스퍼터링타겟의 검사는 수침초음파스캔 방법을 이용하여 검사를 수행하였으나, 최근 디스플레이 공정에 많이 사용되는 재료중 물에 반응하는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)계열의 타겟의 경우 수침 검사가 어려워서 적절한 검사 수행의 어려움이 있었다. 본 연구에서는 전자기음향트랜스듀서(EMAT, electromagnetic acoustic transducer)와 초음파공진분광 기법을 이용하여 물과 접촉 없이 스퍼터링타겟의 접합불량을 검사하는 방법을 제안하고자한다. 이를 위해서 대상이 되는 스퍼터링타겟 시편의 검사에 적합한 EMAT을 제작하고 접합면의 공진분광 특성을 스캔하여 접합불량을 검사하였다. 측정결과 폭 1 mm 이상의 접합 손상부를 검출하였으며, 제안한 방법의 스퍼터링타겟 접합불량 검사 가능성을 확인하였다. Sputtering targets comprise a target material suitable for sputtering processes and a backplate that serves as an electrode. The target material bonds to the backplate via a thin indium bonding layer. Bonding conditions affect the efficiency of the sputtering process because defects in the bonding layer induce inhomogeneity in the applied electric field and an abnormal rise in temperature. Therefore, prior inspection of the bonding condition is essential. Typically, an immersion ultrasonic C-scan method is applied for the inspection of the sputtering target. However, this technique cannot be applied to an indium gallium zinc oxide target material, which is mainly used as a core material for display products, because the gallium dissolves in water. In this paper, a method to inspect the bonding condition of sputtering targets is proposed. The method involves using electromagnetic acoustic transducers (EMAT) and resonance ultrasonic spectroscopy to avoid the use of water coupling. An EMAT suitable for defect detection in the bonding layer was manufactured. The defect in the bonding layer of the target specimen was detected by scanning the resonance in the backplate layer. The results indicated that a defect of 1 mm can be detected. Hence, the results confirmed the feasibility of the proposed technique.

반응성 스퍼터링으로 제작된 Si_xO_y-Si_xN_y 적층구조의 반사방지 코팅 응용

김창조,이붕주,신백균,Gim, Tzang-Jo,Lee, Boong-Joo,Shina, Paik-Kyun 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.5

본 논문에서는 반응성 스퍼터링(Reactive Sputtering) 공정으로 $Si_xO_y$ 박막과 $Si_xN_y$ 박막을 4층 구조로 적층하고 400~700 [nm]의 가시광 영역에서 빛의 반사를 줄이기 위한 반사방지 코팅(Anti-Reflection Coating)으로의 응용 가능성을 조사하였다. 스퍼터링 타겟으로 6 [inch] 직경의 Si 단결정을 사용하였고, 반응성 스퍼터링 가스는 $Si_xO_y$ 박막 증착에서 Ar과 $O_2$를, $Si_xN_y$ 박막 증착에서는 Ar과 $N_2$를 사용하였으며, 스퍼터링 파워로는 DC pulse를 사용하였다. 1,900 [W] DC pulse power에서 Ar:$O_2$=70:13 [sccm]의 반응성 스퍼터링으로 2.3 [nm/sec]의 증착률과 1.50의 굴절률을 보이는 $Si_xO_y$ 박막을 제작하였고, Ar:$N_2$=70:15 [sccm]의 반응성 스퍼터링으로 1.8 [nm/sec]의 증착률과 1.94의 굴절률을 보이는 $Si_xN_y$ 박막을 제작하였다. 이 두 종류의 박막을 이용해서 시뮬레이션을 통해 4층 구조의 반사방지 코팅 구조를 설계한 후, 설계결과에 따라 각 박막의 두께를 순차적으로 변화시켜 증착하였다. 4층 구조 $Si_xO_y-Si_xN_y$의 반사도 측정 결과 550 [nm] 대역에서 1.7 [%]의 반사와 400 [nm]와 650 [nm] 영역에서 1 [%]의 반사를 보였으며, 가시광 영역에서 성공적인 "W" 형태의 반사방지 코팅 특성을 보였다. In this paper, anti-reflection coating was investigated for decreasing the reflection in visible range of 400~650 [nm] through four staked layers of $Si_xO_y$ and $Si_xN_y$ thin films prepared by reactive sputtering method. Si single crystal of 6 [inch] diameter was used as a sputtering target. Ar and $O_2$ gases were used as sputtering gases for reactive sputtering for the $Si_xO_y$ thin film, and Ar and $N_2$ gases were used for reactive sputtering for the $Si_xN_y$ thin film. DC pulse power of 1900 [W] was used for the reactive sputtering. Refractive index and deposition rate were 1.50 and 2.3 [nm/sec] for the $Si_xO_y$, and 1.94 and 1.8 [nm/sec] for the $Si_xN_y$ thin film, respectively. Considering the simulation of the four layer anti-reflection coating structure with the above mentioned films, the $Si_xO_y-Si_xN_y$ stacked four-layer structure was prepared. The reflection measurement result for that structure showed that a "W" shaped anti-reflection was obtained successfully with a reflection of 1.7 [%] at 550 [nm] region and a reflection of 1 [%] at 400~650 [nm] range.

반응성 스퍼터링으로 제작된 SixOy-SixNy 적층구조의 반사방지 코팅 응용

김창조,이붕주,신백균 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.5

In this paper, anti-reflection coating was investigated for decreasing the reflection in visible range of 400∼650 [nm] through four staked layers of SixOy and SixNy thin films prepared by reactive sputtering method. Si single crystal of 6 [inch] diameter was used as a sputtering target. Ar and O2 gases were used as sputtering gases for reactive sputtering for the SixOy thin film, and Ar and N2 gases were used for reactive sputtering for the SixNy thin film. DC pulse power of 1900 [W] was used for the reactive sputtering. Refractive index and deposition rate were 1.50 and 2.3 [nm/sec] for the SixOy, and 1.94 and 1.8 [nm/sec] for the SixNy thin film, respectively. Considering the simulation of the four layer anti-reflection coating structure with the above mentioned films, the SixOy-SixNy stacked four-layer structure was prepared. The reflection measurement result for that structure showed that a "W" shaped anti-reflection was obtained successfully with a reflection of 1.7 [%] at 550 [nm] region and a reflection of 1 [%] at 400∼650 [nm] range. 본 논문에서는 반응성 스퍼터링(Reactive Sputtering) 공정으로 SixOy 박막과 SixNy 박막을 4층 구조로 적층하고 400∼700 [nm]의 가시광 영역에서 빛의 반사를 줄이기 위한 반사방지 코팅(Anti-Reflection Coating)으로의 응용 가능성을 조사하였다. 스퍼터링 타겟으로 6 [inch] 직경의 Si 단결정을 사용하였고, 반응성 스퍼터링 가스는 SixOy 박막 증착에서 Ar과 O2를, SixNy 박막 증착에서는 Ar과 N2를 사용하였으며, 스퍼터링 파워로는 DC pulse를 사용하였다. 1,900 [W] DC pulse power에서 Ar:O2=70:13 [sccm]의 반응성 스퍼터링으로 2.3 [nm/sec]의 증착률과 1.50의 굴절률을 보이는 SixOy 박막을 제작하였고, Ar:N2=70:15 [sccm]의 반응성 스퍼터링으로 1.8 [nm/sec]의 증착률과 1.94의 굴절률을 보이는 SixNy 박막을 제작하였다. 이 두 종류의 박막을 이용해서 시뮬레이션을 통해 4층 구조의 반사방지 코팅 구조를 설계한 후, 설계결과에 따라 각 박막의 두께를 순차적으로 변화시켜 증착하였다. 4층 구조 SixOy-SixNy 의 반사도 측정 결과 550 [nm] 대역에서 1.7 [%]의 반사와 400 [nm]와 650 [nm] 영역에서 1 [%]의 반사를 보였으며, 가시광 영역에서 성공적인 “W” 형태의 반사방지 코팅 특성을 보였다.

직류 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 은 박막에서의 산소 검출에 관한 연구

곽동열(Dong Ryul Kwak),조승범(Seung Bum Cho),강동찬(Dong Chan Kang),김용성(Yong Sung Kim),박태성(Tae Sung Park),박익근(Ik Keun Park) 한국비파괴검사학회 2018 한국비파괴검사학회지 Vol.38 No.5

박막 증착 공정에서는 기판 온도, 압력, 전압뿐만 아니라 스퍼터링 공정에서 발생된 산소의 검출량과 같은 미소량의 변수가 박막의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 고진공의 직류 마그네트론 스퍼터링 공정으로 제작된 박막에서 산소의 존재 여부를 확인하기 위해 유리 기판 위에 110 nm의 두께로 은박막을 증착하였다. 스퍼터링 공정에서 DC 출력 제어 및 아르곤 분압 조절 조건과 DC 출력 조절 및 아르곤분압 제어 조건을 다르게 하여 박막을 제작하였고 X선 회절분석법과 레이저 유도 플라즈마 분광분석법을 적용하여 산소의 검출 여부를 확인하였다. 스퍼터링 공정에서 발생된 산소 음이온의 영향으로 은 박막의 표면과 깊이 방향으로 산소가 분포되었고 스퍼터링 조건에 따라 산소의 양이 다르게 검출됨을 확인하였다. The properties of thin films can be effected by small variations such as in the amount of oxygen present during thin film deposition and in sputtering parameters, including the substrate temperature, working pressure, and sputtering voltage. In this study, silver thin films with 110 nm thickness were deposited on a glass substrate by DC magnetron sputtering with high vacuum levels for oxygen detection. The silver thin films were fabricated by keeping the DC output voltage constant and varying the Ar pressure and then varying the DC output voltage and keeping the Ar pressure constant in the sputtering process. Then, X-ray diffraction and laser-induced breakdown spectroscopy analyses were conducted to detect the induced oxygen in the films. The results showed that induced oxygen was present on the surface and along the direction of depth due to the oxygen ions in the sputtering process and that the amount of oxygen differed according to the sputtering parameters.

Growth of AlN Thin Film on Sapphire Substrates and ZnO Templates by RF-magnetron Sputtering

나현석,Na, Hyun-Seok The Korean Vacuum Society 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.1

먼저 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 사파이어 기판 위에 AlN 박막을 증착하였다. AlN 공급원으로는 분말소결된 AlN 타겟을 적용하였다. 플라즈마 파워를 50에서 110 W로 증가시켰을 때 AlN 층의 두께는 선형적으로 증가하였다. 그러나 동작압력을 3에서 10 mTorr로 증가시켰을 때는 동작기체인 아르곤 양이 증가함에 따라 AlN 타겟으로부터 스퍼터링되어 나온 AlN 입자들의 평균자유행정의 거리가 감소하기 때문에 AlN 층의 두께는 약간 감소하였다. 질소 기체를 아르곤과 섞어주었을 때는 질소의 낮은 스퍼터링 효율에 의해서 AlN의 두께는 크게 감소하였다. 다음으로는 ZnO 형판 위에 AlN를 증착하였다. 그러나 700도 이상의 열처리에 의해서 AlN와 ZnO의 계면이 약간 분리되어 계면의 열적 안정성이 낮다는 결과를 얻었다. 게다가 스퍼터링으로 증착한 AlN 박막의 나쁜 결정성으로 인하여 700도에서 MOCVD의 반응기 기체인 수소와 암모니아에 의해서 AlN 밑의 ZnO 층이 분해되는 현상도 관찰하였다. 그리고 900도 이상에서는 ZnO가 완전히 분해되어 AlN 박막이 완전히 분리되었다. AlN thin films were deposited on sapphire substrates and ZnO templates by rf-magnetron sputtering. Powder-sintered AlN target was adopted for source material. Thickness of AlN layer was linearly dependent on plasma power from 50 to 110 W, and it decreased slightly when working pressure increased from 3 to 10 mTorr due to short mean free path of source material sputtered from AlN target by Ar working gas. When $N_2$ gas was mixed with Ar, the thickness of AlN layer decreased significantly because of low sputter yield of nitrogen. AlN layer was also deposited on ZnO template. However, it showed weak thermal stability that the interface between AlN and ZnO was deteriorated by rapid thermal annealing treatment above $700^{\circ}C$. In addition, ZnO layer was largely attacked by MOCVD ambient gas of hydrogen and ammonia around $700^{\circ}C$ through inferior AlN layer deposited by sputtering. And AlN layers were fully peeled off above $900^{\circ}C$.

직류와 양극성 펄스직류에 의한 스퍼터링시 타겟 표면의 온도 분포와 그 영향

양원균,주정훈,김영우,이봉주,Yang, Won-Kyun,Joo, Jung-Hoon,Kim, Young-Woo,Lee, Bong-Ju 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.1

We measured the temperature of target surface inducing by various physical phenomenon on magnetron sputtering target and confirmed the possibilities if the temperature distribution could affect plasma and deposited thin film. The target of magnetron sputtering has two types: round type and rectangular type. In a rectangular target, the concentrated discharge area by corner effect by magnetic field and non-uniform erosion of target are generated. And we found the generation of non-uniform temperature distribution on the target surface from this. This area was $10{\sim}20^{\circ}C$ higher than non-sputtering area. And if particles are generated during sputtering process, they were $20^{\circ}C$ higher than the area where is higher than non-sputtering area. These effects result in non-uniformity of thin films, crack of ceramic target, and shortening target life by non-uniform erosion. 마그네트론 타겟에서 일어나는 다양한 물리적 현상에 의한 결과로 인해 발생하는 타겟 표면의 온도를 측정함으로써 그 분포가 플라즈마, 혹은 증착되는 박막에 영향을 줄 수 있는 가능성을 분석하였다. 마그네트론 스퍼터링의 타겟은 크게 원형 타겟과 사각 타겟으로 구분되는데, 사각 타겟에서는 자기장에 의한 corner effect 등에 의해 전자 집중 방전 영역이 발생하고 그것에 의해 타겟 표면에서 불균일한 온도분포가 생성됨을 확인했다. 국부적으로 온도가 높게 올라가는 지역은 비스퍼터링 지역에 비해 $10{\sim}20^{\circ}C$ 정도 높았으며, 스퍼터링 공정 시 문제점 중에 하나인 particle이 발생하면 그 부분에서 온도가 $20^{\circ}C$ 정도 더 상승함을 알 수 있었다. 이런 영향은 증착되는 박막의 균일도에도 적지 않은 영향을 주었으며 세라믹 타겟의 경우, 균열의 원인이 될 수 있고, 불균일한 타겟 침식으로 타겟의 수명을 단축시키는 문제를 유발하기도 한다.

RF 마그네트론 스퍼터링법으로 제작한 산화아연 박막의 결정 구조 및 표면 특성

이봉주,이명복 한국물리학회 2018 새물리 Vol.68 No.7

In this paper, we investigate the hydrophobic properties of ZnO thin films according to their crystal structure and surface morphology. We deposited ZnO thin films on Si and glass substrates by using RF magnetron sputtering and investigated the variations in the crystalline orientation and surface morphology with changes in the sputtering process conditions. The grain size and the surface roughness decreased with increasing of O$_2$ gas molar ratio in an ambient gas mixture of Ar and O$_2$ during film deposition. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results showed that neither the chemical state nor the composition depended on the Ar/O$_2$ gas ratio in the ambient gas mixture. The contact angle of water on the film's surface became larger as the grain size and the surface roughness of the film decreased. Therefore, one can conclude that the hydrophobicity of the ZnO film depends strongly on its surface morphology and roughness of the film rather than on its crystalline structure and chemical state. 본 논문에서는 산화아연 박막의 결정 구조 및 표면형상에 따른 산화아연 박막 표면의 친$\cdot$소수성에 대하여 연구하고자 한다. RF 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)을 이용하여 Si 및 유리 (glass) 기판 위에 산화아연 박막을 증착하여, 스퍼터링 조건에 따른 결정 구조 및 배향성과 표면형상의 변화를 조사하였다. 스퍼터링 시에 분위기 혼합가스 중 아르곤과 산소 가스의 비율 변화에 따른 산화아연 박막의 표면 형상을 관찰한 결과, 산소 가스의 몰 비가 높아질수록 결정립이 작아지고 표면이 미세해졌다. XPS 분석 결과 혼합가스의 몰 비에 따른 산화아연 박막의 표면 화학결합 상태 및 조성은 변화하지 않았다. 산화아연 박막의 물방울과의 접촉각을 측정한 결과, 산화아연 박막 표면의 표면거칠기와 결정립이 작아질수록 접촉각이 커지는 경향을 나타내었다. 따라서, 산화아연 박막의 친소수성 여부는 결정 구조나 배향성, 표면원자의 화학결합 상태보다는 박막의 표면 형상 및 거칠기에 더 좌우되는 것으로 판단된다.

Growth of AlN Thin Film on Sapphire Substrates and ZnO Templates by RF-magnetron Sputtering

Hyunseok Na(나현석) 한국진공학회(ASCT) 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.1

먼저 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 사파이어 기판 위에 AlN 박막을 증착하였다. AlN 공급원으로는 분말소결된 AlN 타겟을 적용하였다. 플라즈마 파워를 50에서 110 W로 증가시켰을 때 AlN 층의 두께는 선형적으로 증가하였다. 그러나 동작압력을 3에서 10 mTorr로 증가시켰을 때는 동작기체인 아르곤 양이 증가함에 따라 AlN 타겟으로부터 스퍼터링되어 나온 AlN 입자들의 평균자유행정의 거리가 감소하기 때문에 AlN 층의 두께는 약간 감소하였다. 질소 기체를 아르곤과 섞어주었을 때는 질소의 낮은 스퍼터링 효율에 의해서 AlN의 두께는 크게 감소하였다. 다음으로는 ZnO 형판 위에 AlN를 증착하였다. 그러나 700도 이상의 열처리에 의해서 AlN와 ZnO의 계면이 약간 분리되어 계면의 열적 안정성이 낮다는 결과를 얻었다. 게다가 스퍼터링으로 증착한 AlN 박막의 나쁜 결정성으로 인하여 700도에서 MOCVD의 반응기기체인 수소와 암모니아에 의해서 AlN 밑의 ZnO 층이 분해되는 현상도 관찰하였다. 그리고 900도 이상에서는 ZnO가 완전히 분해되어 AlN 박막이 완전히 분리되었다. AlN thin films were deposited on sapphire substrates and ZnO templates by rf-magnetron sputtering. Powder-sintered AlN target was adopted for source material. Thickness of AlN layer was linearly dependent on plasma power from 50 to 110 W, and it decreased slightly when working pressure increased from 3 to 10 mTorr due to short mean free path of source material sputtered from AlN target by Ar working gas. When N₂ gas was mixed with Ar, the thickness of AlN layer decreased significantly because of low sputter yield of nitrogen. AlN layer was also deposited on ZnO template. However, it showed weak thermal stability that the interface between AlN and ZnO was deteriorated by rapid thermal annealing treatment above 700℃. In addition, ZnO layer was largely attacked by MOCVD ambient gas of hydrogen and ammonia around 700℃ through inferior AlN layer deposited by sputtering. And AlN layers were fully peeled off above 900℃.

(Ga,Al):ZnO 투명전극층의 스퍼터링 출력에 따른 CIGS 박막태양전지 성능 변화 연구

조성욱,전찬욱 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.0

태양전지를 구성하는 투명전극은 태양광을 흡수층으로 전달하고 광생성 전자의 포집을 하는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 250nm 두께의 GAZO (Ga,Al:ZnO) 박막을 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 증착하였다. 스퍼터링으로 증착하는 경우 기판 표면은 이온과의 충돌로 인해 손상되므로 낮은 출력으로 증착하는 것이 표면 결함을 줄이는데 유리하다. 반면, 빠른 증착속도를 요구하는 양산에서는 높은 출력의 증착이 더 유리할 것이므로, 방전출력은 최적 조건을 갖게 된다. 스퍼터링 출력과 태양전지 성능 간의 영향을 파악하기 위하여 i-ZnO/ZnS/Cu(In,Ga)Se2/Mo/Glass 구조 위에 각각 100W, 150W, 200W, 250W, 300W의 출력으로 GAZO 250nm 증착한 소자를 제작하여 IV, CV, QE 등의 전기적 특성을 비교할 것이다.

Cu 기판위에 성장한 MgO, MgAl₂O₄와 MgAl₂O₄/MgO 박막의 집속이온빔을 이용한 스퍼터링수율 측정과 이차전자방출계수 측정

정강원(K. W. Jung),이혜정(H. J. Lee),정원희(W. H. Jung),오현주(H. J. Oh),박철우(C. W. Park),최은하(E. H. Choi),서윤호(Y. H. Seo),강승언(S. O. Kang) 한국진공학회(ASCT) 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.4

MgAl₂O₄ 막은 MgO 보호막 보다 단단하며 수분 흡착 오염문제에 상당히 강한 특성을 가진다. 본 연구에서 AC-PDP의 유전체보호막으로 사용되는 MgO 보호막의 특성을 개선하기 위해 MgAl₂O₄/MgO 이중층 보호막을 제작하여 특성을 조사하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 Cu 기판에 MgO와 MgAl₂O₄을 각각 1000 Å 두께로 증착, MgAl₂O₄/MgO을 200/800 Å 두께로 적층 증착 후, 이온빔에 의한 충전현상을 제거하기 위해 Al을 1000 Å 두께로 증착하였다. 집속 이온빔(focused ion beam ; FIB)장치를 이용하여 10 ㎸에서 14 ㎸까지 이온빔 에너지에 따라 MgO는 0.364 ~ 0.449 값의 스퍼터링 수율에서 MgAl₂O₄/MgO을 적층함으로 24 ~ 30 % 낮아진 0.244 ~ 0.357 값의 스퍼터링 수율이 측정되었으며, MgAl₂O₄는 가장 낮은 0.088 ~ 0.109 값의 스퍼터링 수율이 측정되었다. g-집속이온빔(g-FIB)장치를 이용하여 Ne? 이온 에너지를 50 V에서 200 V까지 변화 시켜 MgAl₂O₄/MgO와 MgO는 0.09 ~ 0.12의 비슷한 이차전자방출 계수를 측정 하였다. AC-PDP셀의 72시간 열화실험 후 SEM 및 AFM으로 열화된 보호막의 표면을 관찰하여 기존의 단일 MgO 보호막과 MgAl₂O₄/MgO의 적층보호막의 열화특성을 살펴보았다. It is known that MgAl₂O₄ has higher resistance to moisture than MgO, in humid ambient MgO is chemically unstable. It reacts very easily with moisture in the air. In this study, the characteristic of MgAl₂O₄ and MgAl₂O₄/MgO layers as dielectric protection layers for AC-PDP (Plasma Display Panel) have been investigated and analysed in comparison for conventional MgO layers. MgO and MgAl₂O₄ films both with a thickness of 1000 Å and MgAl₂O₄/MgO film with a thickness of 200/800 Å were grown on the Cu substrates using the electron beam evaporation. 1000 Å thick aluminium layers were deposited on the protective layes in order to avoid the charging effect of Ga? ion beam while the focused ion beam(FIB)is being used. We obtained sputtering yieds for the MgO, MgAl₂O₄ and MgAl₂O₄/MgO films using the FIB system. MgAl₂O₄/MgO protective layers have been found th show 24 ~ 30% lower sputtering yield values from 0.244 up to 0.357 than MgO layers with the values from 0.364 up to 0.449 for irradiated Ga? ion beam with energies ranged from 10 ㎸ to 14 ㎸. And MgAl₂O₄ layers have been found to show lowest sputtering yield values from 0.88 up to 0.109. Secondary electron emission coefficient(g) using the γ-FIB. MgAl₂O₄/MgO and MgO have been found to have similar g values from 0.09 up to 0.12 for indicated Ne+ ion with energies ranged from 50 V to 200 V. Observed images for the surfaces of MgO and MgAl₂O₄/MgO protective layers, after discharge degradation process for 72 hours by SEM and AFM. It is found that MgAl₂O₄/MgO protective layer has superior hardness and degradation resistance properties to MgO protective layer.