스퍼터링에서 타겟은 실제로 음극입니다.
스퍼터링 공정에서는 고체 타겟이 음극으로 사용됩니다.
이 타겟은 고에너지 이온의 충격을 받습니다.
이러한 이온은 일반적으로 DC 필드에서 방전에 의해 생성됩니다.
타겟은 일반적으로 수백 볼트의 전위에서 음전하를 띠게 됩니다.
이는 양전하를 띠는 기판과 대조를 이룹니다.
이러한 전기적 설정은 스퍼터링 공정이 효과적으로 진행되기 위해 매우 중요합니다.
공정을 이해하기 위한 4가지 핵심 사항
1. 전기적 구성
음극 역할을 하는 타겟은 음전하를 띠고 있습니다.
이는 플라즈마에서 양전하를 띤 이온을 끌어당깁니다.
이 플라즈마는 일반적으로 불활성 가스(일반적으로 아르곤)를 시스템에 도입하여 생성됩니다.
아르곤 가스가 이온화되면 Ar+ 이온이 형성됩니다.
이러한 이온은 전위차로 인해 음전하를 띤 타겟을 향해 가속됩니다.
2. 스퍼터링 메커니즘
Ar+ 이온이 타겟(음극)과 충돌하면 스퍼터링이라는 과정을 통해 타겟 표면에서 원자를 제거합니다.
이렇게 제거된 원자는 기판 위에 증착되어 얇은 필름을 형성합니다.
이 프로세스는 타겟이 금속이고 음전하를 유지할 수 있는 한 효율적입니다.
비전도성 타겟은 양전하를 띠게 되어 들어오는 이온을 밀어내어 스퍼터링 공정을 억제할 수 있습니다.
3. 기술 발전
시간이 지남에 따라 스퍼터링 시스템의 설계와 설정은 증착 공정의 효율성과 제어를 개선하기 위해 발전해 왔습니다.
초기 시스템은 음극 타겟과 양극 기판 홀더로 구성된 비교적 단순한 구조였습니다.
그러나 이러한 설정에는 낮은 증착 속도와 높은 전압 요구 사항과 같은 한계가 있었습니다.
마그네트론 스퍼터링과 같은 최신 기술은 이러한 문제 중 일부를 해결했지만 반응성 스퍼터링 모드에서 음극의 잠재적 오염과 같은 새로운 과제를 도입했습니다.
4. 재료 고려 사항
대상 물질의 선택도 중요합니다.
일반적으로 금이나 크롬과 같은 재료는 입자 크기가 더 미세하고 연속 코팅이 더 얇아지는 등의 특정 이점을 제공하기 때문에 사용됩니다.
특정 재료의 효과적인 스퍼터링에 필요한 진공 조건은 더 엄격할 수 있으므로 고급 진공 시스템이 필요합니다.
요약하면, 스퍼터링의 타겟은 음극이며, 음극의 역할은 고에너지 이온의 제어된 충격을 통해 기판 위에 재료를 증착하는 데 중추적인 역할을 합니다.
이 공정은 전기적 구성, 타겟 재료의 특성, 스퍼터링 시스템의 기술적 설정에 영향을 받습니다.
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