DC 마그네트론 스퍼터링은 기판에 박막을 증착하는 데 사용되는 물리적 기상 증착(PVD) 기술입니다. 이 프로세스에는 몇 가지 주요 단계와 구성 요소가 포함됩니다:
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진공 챔버 설정: 대상 물질(코팅할 물질)을 기판(코팅할 물체)과 평행한 진공 챔버에 배치합니다. 먼저 가스와 불순물을 제거하기 위해 챔버를 비운 다음 고순도 불활성 가스(일반적으로 아르곤)로 다시 채웁니다.
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전류 적용: 음극으로 작용하는 대상 물질에 일반적으로 -2~5kV 범위의 직류 전류가 적용됩니다. 이렇게 하면 타겟에 음의 바이어스가 생성됩니다. 동시에 기판에 양전하가 가해져 양극이 됩니다.
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플라즈마 생성 및 스퍼터링: 적용된 전기장이 아르곤 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성합니다. 이 플라즈마에는 양전하를 띤 아르곤 이온이 포함되어 있습니다. 전기장의 영향으로 이 이온은 음전하를 띤 타겟을 향해 가속됩니다. 충격이 가해지면 스퍼터링이라는 과정을 통해 대상 물질에서 원자를 제거합니다.
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박막 증착: 방출된 표적 원자는 가시선 분포를 따라 이동하여 기판 표면에 응축되어 박막을 형성합니다.
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자기장의 역할: 마그네트론 스퍼터링에서는 타겟 근처에 강한 자기장이 도입됩니다. 이 자기장은 플라즈마의 전자를 자속선을 따라 나선형으로 만들어 플라즈마를 타겟에 가깝게 가둡니다. 이러한 제한은 전자가 기판에 도달하지 못하고 대신 타겟 근처에 남아 플라즈마 밀도를 증가시키므로 가스의 이온화 및 스퍼터링 속도를 향상시킵니다.
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장점 및 응용 분야: DC 마그네트론 스퍼터링은 높은 증착 속도와 철, 구리, 니켈과 같은 순수 금속으로 대형 기판을 코팅할 수 있는 능력 때문에 선호됩니다. 비교적 제어가 쉽고 비용 효율적이기 때문에 다양한 산업 분야에 적합합니다.
이 공정은 다양한 전자 및 광학 부품 제조의 기본 공정으로, 정밀하고 효율적인 코팅을 제공합니다.
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