스퍼터링 공정의 주요 파라미터에는 이온의 에너지 및 속도, 전력 및 압력, 타겟 크기 및 재료, 사용되는 전력 유형(DC, RF 또는 펄스 DC), 배경 가스 압력 및 유형, 입사각, 기판과 타겟 사이의 거리 등이 있습니다.
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이온의 에너지 및 속도: 스퍼터링 공정에는 대상 물질에서 원자를 방출하기에 충분한 에너지를 가진 이온이 필요합니다. 이온과 타겟 사이의 상호 작용은 이온의 속도와 에너지에 의해 결정됩니다. 전기장과 자기장은 이러한 파라미터를 제어하여 스퍼터링 공정의 효율에 영향을 줄 수 있습니다.
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전력 및 압력: 이 매개변수는 응력과 증착 속도를 제어합니다. 출력이 높을수록 증착 속도가 빨라지지만 기판의 잔류 응력도 증가할 수 있습니다. 압력은 스퍼터링된 입자의 에너지 분포와 증착의 균일성에 영향을 줍니다.
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타겟 크기 및 재료: 타겟이 클수록 균일성이 향상되고 필름 두께를 쉽게 제어할 수 있습니다. 그러나 타겟의 재질은 용융 온도에 의해 제한되며, 이는 스퍼터링된 필름의 순도와 특성에 영향을 줄 수 있습니다.
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사용되는 전력 유형: DC 전력은 전도성 재료에 적합하고 RF 전력은 비전도성 재료를 스퍼터링할 수 있습니다. 펄스 DC는 반응성 스퍼터링과 같은 공정에 유리하며, 보다 제어되고 효율적인 증착이 가능합니다.
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배경 가스 압력 및 유형: 스퍼터링 가스(주로 아르곤과 같은 불활성 가스)와 그 압력의 선택은 스퍼터링 공정에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 가스의 원자량은 효율적인 운동량 전달을 위해 표적의 원자량에 가까워야 합니다. 가스 압력이 높을수록 스퍼터링된 입자가 더 많이 열화되어 필름의 미세 구조에 영향을 미칩니다.
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입사 각도: 이온이 타겟에 충돌하는 각도는 스퍼터링 수율과 스퍼터링된 재료의 분포에 영향을 미칩니다. 일반적으로 수직 각도가 높을수록 스퍼터링 수율이 높아집니다.
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기판과 타겟 사이의 거리: 이 거리는 기판에 도달하는 스퍼터링 원자의 에너지와 방향성에 영향을 미치며, 필름의 두께와 균일성에 영향을 미칩니다.
이러한 매개변수는 스퍼터링된 필름의 효율, 품질 및 특성을 종합적으로 결정하므로 스퍼터링은 복잡하지만 고도로 제어 가능한 증착 기술입니다.
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