플라즈마는 진공 챔버 내부에 저압 가스 환경을 조성하고 아르곤과 같은 가스를 도입하는 가스 이온화라는 공정을 통해 스퍼터링에서 형성됩니다. 그런 다음 가스에 고전압을 가하면 원자가 이온화되어 플라즈마가 생성됩니다.
자세한 설명:
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진공 챔버 및 가스 소개:
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이 과정은 진공을 만들기 위해 챔버를 비우는 것으로 시작됩니다. 이는 스퍼터링 공정을 방해할 수 있는 공기 분자와 기타 오염 물질의 수를 줄이기 때문에 매우 중요합니다. 원하는 진공 수준에 도달하면 일반적으로 아르곤과 같은 희귀 가스가 챔버로 유입됩니다. 가스의 압력은 이온화를 지원하는 수준으로 유지되며, 일반적으로 0.1 토르를 초과하지 않습니다.가스 이온화:
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아르곤 가스가 도입된 후 DC 또는 RF의 고전압이 가스에 가해집니다. 이 전압은 아르곤 원자를 이온화하여 전자를 떨어뜨리고 양전하를 띤 아르곤 이온과 자유 전자를 생성하기에 충분합니다. 아르곤의 이온화 전위는 원자에서 전자를 제거하는 데 필요한 에너지인 약 15.8전자볼트(eV)입니다. 가스가 있는 상태에서 전압을 가하면 원자에서 전자가 제거된 물질 상태인 플라즈마의 형성이 촉진됩니다.
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플라즈마의 형성:
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이온화된 기체, 즉 플라즈마는 중성 기체 원자, 이온, 전자, 광자의 혼합물을 포함합니다. 이 플라즈마는 이러한 입자 간의 역동적인 상호 작용으로 인해 거의 평형 상태에 있습니다. 플라즈마는 이온화 과정을 유지하고 플라즈마를 활성 상태로 유지하는 전압의 지속적인 적용에 의해 유지됩니다.표적 물질과의 상호 작용:
플라즈마는 일반적으로 금속 또는 세라믹과 같은 표적 물질 근처에 위치합니다. 플라즈마 내의 고에너지 아르곤 이온은 전기장으로 인해 표적 물질을 향해 가속됩니다. 이러한 이온이 표적과 충돌하면 에너지를 전달하여 표적의 원자가 기체 상으로 방출되거나 "스퍼터링"됩니다. 이렇게 방출된 입자는 이동하여 기판에 침착되어 박막을 형성합니다.
플라즈마 제어 및 향상:
