DC 스퍼터링은 기판에 재료의 박막을 증착하는 데 사용되는 물리적 기상 증착(PVD) 기술입니다.
이 프로세스에는 챔버 내에 진공을 생성하고 아르곤과 같은 가스를 도입한 다음 대상 물질에 직류(DC) 전압을 가하는 것이 포함됩니다.
이 전압은 가스를 이온화하여 플라즈마를 형성하고 이온으로 타겟을 폭격합니다.
이러한 이온의 충격으로 인해 타겟의 원자가 플라즈마로 방출되거나 "스퍼터링"됩니다.
그런 다음 이 원자는 진공을 통해 이동하여 기판에 증착되어 얇은 필름을 형성합니다.
5가지 주요 단계 설명
1. 진공 만들기
DC 스퍼터링의 첫 번째 단계는 공정 챔버 내부에 진공을 생성하는 것입니다.
이는 여러 가지 이유로 중요합니다.
주로 입자가 다른 입자와 충돌하기 전에 이동하는 평균 거리인 입자의 평균 자유 경로를 확장합니다.
저압 환경에서는 입자가 충돌 없이 더 먼 거리를 이동할 수 있으므로 대상 물질을 기판에 더 균일하고 매끄럽게 증착할 수 있습니다.
2. 플라즈마 형성
진공이 설정되면 일반적으로 아르곤과 같은 가스가 챔버로 유입됩니다.
그런 다음 타겟(음극)과 기판 또는 챔버 벽(양극) 사이에 직류 전압이 인가됩니다.
이 전압은 아르곤 가스를 이온화하여 아르곤 이온과 전자로 구성된 플라즈마를 생성합니다.
3. 폭격 및 스퍼터링
플라즈마 내의 아르곤 이온은 전기장에 의해 음전하를 띤 타겟을 향해 가속됩니다.
이 이온이 표적과 충돌하면 운동 에너지가 표적 원자에 전달되어 일부 원자가 표면에서 방출됩니다.
이 과정을 스퍼터링이라고 합니다.
4. 기판 위에 증착
스퍼터링된 원자는 진공을 통해 이동하여 기판 위에 증착됩니다.
진공으로 인해 평균 자유 경로가 길기 때문에 원자는 상당한 산란 없이 타겟에서 기판으로 직접 이동할 수 있으므로 고품질의 균일한 박막을 얻을 수 있습니다.
5. 제어 및 응용 분야
DC 스퍼터링은 특히 전도성 재료를 증착할 때 단순성과 비용 효율성 때문에 선호됩니다.
이 공정은 DC 전압, 가스 압력 및 기타 파라미터를 조정하여 쉽게 제어할 수 있습니다.
마이크로칩 회로를 만드는 데 필수적인 반도체와 같은 산업과 보석 및 시계의 금 코팅과 같은 장식용 애플리케이션에서 널리 사용됩니다.
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