스퍼터링 시스템은 플라즈마 기반 증착 공정을 사용하여 작동합니다. 이 시스템은 스퍼터링 타겟으로 알려진 타겟 물질이 배치되는 진공 챔버로 구성됩니다. 타겟 재료는 금속, 세라믹 또는 플라스틱으로 만들 수 있습니다.
공정은 진공 챔버에 불활성 가스(일반적으로 아르곤)를 도입하는 것으로 시작됩니다. 스퍼터링 타겟 재료에 음전하가 가해집니다. 이렇게 하면 음전하를 띤 대상 물질에서 자유 전자가 흘러나와 아르곤 가스 원자와 충돌하는 플라즈마 환경이 만들어집니다.
전자와 아르곤 가스 원자 간의 충돌로 인해 전자는 같은 전하를 띠게 되어 떨어져 나갑니다. 그 결과 아르곤 가스 원자는 양전하를 띤 이온이 됩니다. 이 이온은 매우 빠른 속도로 음전하를 띤 스퍼터링 타겟 물질에 끌립니다.
이러한 고속 충돌의 운동량으로 인해 원자 크기의 입자가 스퍼터링 타겟 물질에서 "스퍼터링"되거나 분리됩니다. 이렇게 스퍼터링된 입자는 진공 챔버를 통과하여 일반적으로 실리콘, 유리 또는 성형 플라스틱으로 만들어진 기판으로 이동합니다.
그런 다음 스퍼터링된 입자는 기판 표면에 떨어지고 얇은 재료 필름을 형성합니다. 필름 코팅은 반사율, 전기적 또는 이온 저항성 또는 기타 원하는 특성과 같은 특정 특성을 가질 수 있습니다.
다양한 공정 파라미터를 조정하여 다양한 형태, 입자 방향, 입자 크기, 밀도 등을 생성함으로써 스퍼터링 시스템을 최적화할 수 있습니다. 스퍼터링 공정의 정밀성 덕분에 분자 수준에서 두 재료를 결합할 때 깨끗한 인터페이스를 생성할 수 있습니다. 따라서 스퍼터링은 디스플레이, 태양 전지 등 다양한 산업에서 박막 증착을 위한 다용도 도구로 활용되고 있습니다.
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