스퍼터링 타겟은 고에너지 입자를 사용하여 고체 타겟 물질에서 원자를 물리적으로 방출한 다음 기판에 증착하여 박막을 형성하는 방식으로 작동합니다.
이 과정은 공기 또는 기타 가스와의 원치 않는 상호 작용을 방지하기 위해 진공 환경에서 이루어집니다.
6가지 주요 단계 설명
1. 진공 환경
스퍼터링 타겟은 진공 챔버 내부에 배치됩니다.
이 환경은 타겟 물질이 스퍼터링 공정을 방해할 수 있는 공기 또는 기타 가스와 상호 작용하는 것을 방지하기 때문에 매우 중요합니다.
또한 진공은 타겟에서 방출된 원자가 기판으로 방해받지 않고 이동하도록 보장합니다.
2. 고에너지 입자
스퍼터링 공정에는 일반적으로 이온과 같은 고에너지 입자가 타겟에 충격을 가하는 과정이 포함됩니다.
이러한 입자의 운동 에너지는 수십 전자볼트(eV) 이상부터 시작됩니다.
이러한 입자의 일부가 이온화되기 때문에 스퍼터링은 플라즈마 응용 분야로 간주됩니다.
3. 원자 방출
고에너지 입자가 타겟 표면에 부딪히면 에너지를 타겟의 원자에 전달합니다.
이 에너지 전달은 매우 중요하기 때문에 타겟 물질에서 원자를 물리적으로 방출(또는 "킥 아웃")합니다.
이 방출이 스퍼터링의 핵심 메커니즘입니다.
4. 기판 위에 증착
타겟에서 방출된 원자는 일반적으로 타겟의 반대편에 장착된 기판으로 이동합니다.
그런 다음 이 원자들이 기판 위에 증착되어 박막을 형성합니다.
증착은 빠르고 균일하게 이루어지므로 플라스틱과 같이 열에 민감한 소재도 큰 가열 없이 금속이나 세라믹으로 코팅할 수 있습니다.
5. 입자 에너지 제어
민감한 기판의 경우 진공 챔버를 불활성 가스로 어느 정도 채울 수 있습니다.
이 가스는 방출된 입자가 기판에 도달하기 전에 충돌을 일으키고 속도를 잃게 하여 기판의 손상을 방지함으로써 입자의 운동 에너지를 제어하는 데 도움이 됩니다.
6. 응용 분야
스퍼터링 타겟은 알루미늄, 구리, 티타늄과 같은 재료의 박막을 실리콘 웨이퍼에 증착하여 전자 장치를 만드는 마이크로 일렉트로닉스와 같은 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
또한 박막 태양 전지, 광전자 및 장식용 코팅의 생산에도 사용됩니다.
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