스퍼터링은 고체 대상 물질의 원자가 에너지 이온의 충격으로 인해 기체 상으로 방출되는 물리적 기상 증착(PVD) 공정입니다. 이 공정은 박막 증착 및 분석 기술에 널리 사용됩니다.
프로세스 요약:
스퍼터링은 불활성 가스(일반적으로 아르곤)로 채워진 진공 챔버를 사용합니다. 기판 위에 박막으로 증착할 대상 물질은 이 챔버 내부에 배치되고 음전하를 띠게 되어 음극 역할을 합니다. 이 전하가 가스 원자와 충돌하여 이온화되는 자유 전자의 흐름을 시작합니다. 이제 양전하를 띤 이온화된 가스 원자는 표적 물질을 향해 가속되어 표적 표면에서 원자를 방출하기에 충분한 에너지로 부딪칩니다. 이렇게 방출된 원자는 챔버를 통과하여 기판 위에 증착되어 얇은 막을 형성합니다.
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자세한 설명:진공 챔버 설정:
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이 공정은 코팅이 필요한 기판을 진공 챔버 안에 넣는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 이 챔버는 공정에 관련된 재료와 반응하지 않는 불활성 가스(일반적으로 아르곤)로 채워집니다.가스 이온화:
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대상 물질이 음전하를 띠게 되어 음극으로 변환됩니다. 이 음전하로 인해 음극에서 자유 전자가 흐르게 됩니다. 이 자유 전자는 아르곤 가스 원자와 충돌하여 가스 원자로부터 전자를 떨어뜨려 이온화합니다.스퍼터링 메커니즘:
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이제 양전하를 띤 이온화된 가스 원자는 음전하를 띤 타겟(음극)으로 끌어당겨져 전기장에 의해 가속됩니다. 이러한 고에너지 이온이 표적과 충돌하면 표적 표면에서 원자나 분자를 제거합니다. 이 과정을 스퍼터링이라고 합니다.박막 증착:
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방출된 대상 재료 원자는 챔버를 통과하여 기판 위에 증착되는 증기 흐름을 형성합니다. 이 증착은 원자 수준에서 발생하여 기판에 박막을 생성합니다.스퍼터링 시스템의 유형:
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스퍼터링 시스템에는 이온 빔 스퍼터링, 다이오드 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링 등 여러 가지 유형이 있습니다. 각 유형은 이온이 생성되고 타겟으로 향하는 방식이 다르지만 기본적인 스퍼터링 메커니즘은 동일하게 유지됩니다.마그네트론 스퍼터링:
마그네트론 스퍼터링에서는 저압 가스에 고전압을 가하여 고에너지 플라즈마를 생성합니다. 이 플라즈마는 전자와 가스 이온으로 구성된 글로우 방전을 방출하여 가스의 이온화 속도를 높여 스퍼터링 공정을 향상시킵니다.검토 및 수정:
