금속 스퍼터링은 기판에 박막을 만드는 데 사용되는 플라즈마 기반 증착 공정입니다.
이 공정에는 일반적으로 금속인 대상 물질을 향해 에너지가 있는 이온을 가속하는 과정이 포함됩니다.
이온이 표적에 부딪히면 표면에서 원자가 방출되거나 스퍼터링됩니다.
이렇게 스퍼터링된 원자는 기판을 향해 이동하여 성장하는 필름에 통합됩니다.
금속 스퍼터링은 어떻게 작동할까요? 5가지 주요 단계 설명
1. 진공 챔버 설정
스퍼터링 공정은 대상 재료와 기판을 진공 챔버에 넣는 것으로 시작됩니다.
아르곤과 같은 불활성 가스가 챔버로 유입됩니다.
전원을 사용하여 가스 원자를 이온화하여 양전하를 부여합니다.
그런 다음 양전하를 띤 가스 이온은 음전하를 띤 대상 물질에 끌립니다.
2. 이온 충돌 및 스퍼터링
기체 이온이 표적 물질과 충돌하면 원자를 이동시켜 입자 스프레이로 분해합니다.
스퍼터링 입자라고 하는 이러한 입자는 진공 챔버를 통과하여 기판에 떨어지면서 박막 코팅을 형성합니다.
스퍼터링 속도는 전류, 빔 에너지 및 대상 재료의 물리적 특성과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다.
3. 마그네트론 스퍼터링
마그네트론 스퍼터링은 다른 진공 코팅 방법에 비해 장점을 제공하는 특정 유형의 스퍼터링 기술입니다.
높은 증착률, 모든 금속, 합금 또는 화합물을 스퍼터링할 수 있는 능력, 고순도 필름, 스텝 및 작은 피처의 우수한 커버리지, 필름의 우수한 접착력을 제공합니다.
또한 열에 민감한 기판의 코팅이 가능하며 대면적 기판에서 균일성을 제공합니다.
4. 에너지 전달 및 스퍼터링
마그네트론 스퍼터링에서는 대상 물질에 음의 전압을 가하여 양이온을 끌어당기고 큰 운동 에너지를 유도합니다.
양이온이 타겟의 표면과 충돌하면 격자 부위로 에너지가 전달됩니다.
전달된 에너지가 결합 에너지보다 크면 1차 반동 원자가 생성되어 다른 원자와 추가로 충돌하고 충돌 캐스케이드를 통해 에너지를 분산시킬 수 있습니다.
스퍼터링은 표면에 수직인 방향으로 전달되는 에너지가 표면 결합 에너지의 약 3배보다 클 때 발생합니다.
5. 응용 분야 및 이점
전반적으로 금속 스퍼터링은 반사율, 전기 또는 이온 저항률 등과 같은 특정 특성을 가진 박막을 만드는 데 사용되는 다양하고 정밀한 공정입니다.
마이크로 일렉트로닉스, 디스플레이, 태양 전지, 건축용 유리 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다.
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