스퍼터링은 기판에 박막을 증착하는 데 사용되는 기술입니다.
이 프로세스에는 에너지가 있는 이온에 의한 충격을 통해 고체 대상 물질에서 원자를 방출하는 것이 포함됩니다.
스퍼터링 공정은 6가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
스퍼터링 공정의 6단계는 무엇인가요?
1. 증착 챔버 진공화
증착 챔버는 일반적으로 약 10^-6 토르의 매우 낮은 압력으로 진공화됩니다.
이 단계는 오염 물질이 없는 제어된 환경을 만드는 데 매우 중요합니다.
또한 플라즈마 형성을 용이하게 합니다.
2. 스퍼터링 가스 도입
아르곤 또는 크세논과 같은 불활성 가스가 챔버에 도입됩니다.
이 가스는 플라즈마 생성 및 후속 스퍼터링 공정에 필수적입니다.
3. 플라즈마 생성을 위한 전압 적용
챔버의 두 전극 사이에 전압을 인가하여 글로우 방전을 생성합니다.
이 글로우 방전은 플라즈마의 일종입니다.
이 플라즈마는 스퍼터링 가스를 이온화하기 위한 기본 요소입니다.
4. 양이온의 형성
글로우 방전에서는 자유 전자가 스퍼터링 가스의 원자와 충돌합니다.
그 결과 양이온이 형성됩니다.
이러한 이온은 대상 물질에서 원자를 제거하는 데 필요한 에너지를 전달하므로 스퍼터링 공정에 매우 중요합니다.
5. 음극을 향한 양이온의 가속화
인가된 전압으로 인해 스퍼터링 가스의 양이온은 음극(음극)을 향해 가속됩니다.
이 가속은 스퍼터링 효과에 필요한 운동 에너지를 이온에 부여합니다.
6. 타겟 물질의 배출 및 증착
가속된 이온은 표적 물질과 충돌하여 원자 또는 분자를 방출합니다.
이렇게 방출된 입자는 챔버를 통과하여 기판 위에 증착되어 박막을 형성합니다.
스퍼터링 공정은 일련의 원자 수준 충돌로 시각화할 수 있습니다.
이는 당구 게임에서 큐볼 역할을 하는 이온이 원자 클러스터(당구공)에 부딪혀 표면 근처의 일부 원자가 배출되는 것과 유사합니다.
이 공정의 효율은 스퍼터 수율로 측정됩니다.
스퍼터 수율은 입사 이온당 방출되는 원자의 수입니다.
스퍼터 수율에 영향을 미치는 요인으로는 입사 이온의 에너지, 질량, 표적 원자의 질량 및 고체의 결합 에너지가 있습니다.
스퍼터링은 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
여기에는 박막 형성, 조각 기술 및 분석 방법이 포함됩니다.
이는 원자 수준에서 물질의 증착을 정밀하게 제어할 수 있기 때문입니다.
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