스퍼터링은 실제로 증착 공정, 특히 물리적 기상 증착(PVD)의 한 유형입니다.
이 방법은 "타겟" 소스에서 물질을 방출한 다음 "기판"에 증착하는 방식입니다.
이 공정은 일반적으로 플라즈마 또는 이온 건에서 나오는 기체 이온과 같은 에너지가 있는 타격 입자의 운동량 전달로 인해 표적에서 표면 원자가 물리적으로 방출되는 것이 특징입니다.
스퍼터링은 증착인가요? 이해해야 할 4가지 핵심 사항
1. 스퍼터링의 메커니즘
스퍼터링은 기체 플라즈마를 사용하여 고체 타겟 물질의 표면에서 원자를 제거하는 방식으로 작동합니다.
타겟은 일반적으로 기판 위에 코팅하려는 재료의 슬래브입니다.
이 공정은 제어된 가스(일반적으로 아르곤)를 진공 챔버에 도입하는 것으로 시작됩니다.
그런 다음 음극에 전기 에너지를 가하여 자립형 플라즈마를 생성합니다.
플라즈마의 이온이 타겟과 충돌하여 운동량 전달로 인해 원자가 방출됩니다.
2. 기판 위에 증착
타겟에서 방출된 원자는 진공 또는 저압 가스 환경을 통과하여 기판 위에 증착됩니다.
이 증착은 다양한 압력 조건에서 발생할 수 있습니다. 진공 또는 저압 가스(5mTorr 미만)에서는 스퍼터링된 입자가 기판에 도달하기 전에 기체 상 충돌을 겪지 않습니다.
또는 더 높은 가스 압력(5~15mTorr)에서 에너지 입자는 증착 전에 기체 상 충돌에 의해 열화될 수 있습니다.
3. 스퍼터링 필름의 특성
스퍼터링 필름은 균일성, 밀도, 순도 및 접착력이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.
이 방법을 사용하면 기존 스퍼터링을 통해 정밀한 조성을 가진 합금을 생산하거나 반응성 스퍼터링을 통해 산화물 및 질화물과 같은 화합물을 생성할 수 있습니다.
스퍼터로 방출된 원자의 운동 에너지는 일반적으로 증발된 물질의 운동 에너지보다 높기 때문에 기판에 대한 접착력이 향상됩니다.
4. 스퍼터링의 장점
스퍼터링의 중요한 장점 중 하나는 다른 방법으로는 처리하기 어려운 매우 높은 융점을 가진 재료를 증착할 수 있다는 것입니다.
또한 아래에서 위로 또는 위에서 아래로 재료를 증착하도록 공정을 제어할 수 있어 필름 형성의 다양성을 제공합니다.
요약하면, 스퍼터링은 반도체, 광학 장치, 데이터 스토리지 등 다양한 산업 분야에서 박막 증착에 사용되는 다재다능하고 효과적인 PVD 방법입니다.
다양한 재료로 고품질의 밀착성 필름을 생산할 수 있어 재료 과학 및 엔지니어링 분야에서 매우 유용한 기술입니다.
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