스퍼터링에서 플라즈마 형성은 기판에 박막을 증착하기 위해 물리적 기상 증착(PVD)에 사용되는 스퍼터링 기술을 시작하는 중요한 과정입니다.
6가지 주요 단계 설명
1. 진공 챔버 준비
증착 챔버는 먼저 잔류 가스로 인한 오염을 최소화하기 위해 일반적으로 약 10^-6 토르의 매우 낮은 압력으로 배기됩니다.
원하는 진공에 도달한 후 아르곤과 같은 스퍼터링 가스가 챔버로 유입됩니다.
2. 전압 적용
챔버의 두 전극 사이에 전압이 인가됩니다. 이 전압은 이온화 공정을 시작하는 데 매우 중요합니다.
3. 이온화 및 플라즈마 형성
인가된 전압은 스퍼터링 가스를 이온화하여 글로우 방전을 생성합니다. 이 상태에서 자유 전자는 가스 원자와 충돌하여 전자를 잃고 양전하를 띤 이온이 됩니다.
이 이온화 과정은 가스를 전자가 원자에서 해리된 물질 상태인 플라즈마로 변환합니다.
4. 이온 가속
스퍼터링 가스의 양이온은 인가된 전압에 의해 생성된 전기장으로 인해 음극(음전하를 띤 전극) 쪽으로 가속됩니다.
5. 폭격 및 스퍼터링
가속된 이온은 타겟 물질과 충돌하여 에너지를 전달하고 타겟의 원자를 방출합니다. 이렇게 방출된 원자는 이동하여 기판에 침착되어 박막을 형성합니다.
6. 스퍼터링 속도
재료가 타겟에서 스퍼터링되는 속도는 스퍼터 수율, 타겟 재료의 몰 중량, 밀도 및 이온 전류 밀도 등 여러 요인에 따라 달라집니다.
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