스퍼터링은 물리적 기상 증착(PVD)에 사용되는 공정입니다. 이 공정은 고체 대상 물질에서 기체 상으로 원자를 방출하는 것을 포함합니다. 이는 에너지가 있는 이온으로 타겟에 충격을 가하여 이루어집니다. 스퍼터링은 박막 증착과 분석 기술에 널리 사용됩니다.
스퍼터링 시스템이란? - 6가지 주요 단계 설명
1. 진공 챔버 설정
공정은 코팅이 필요한 기판을 진공 챔버 안에 넣는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 이 챔버를 불활성 가스(보통 아르곤)로 채웁니다. 아르곤은 공정에 사용되는 재료와 반응하지 않습니다.
2. 가스 이온화
대상 물질은 음전하를 띠게 되어 음극이 됩니다. 이 음전하로 인해 음극에서 자유 전자가 흐르게 됩니다. 이 자유 전자는 아르곤 가스 원자와 충돌하여 가스 원자로부터 전자를 떨어뜨려 이온화합니다.
3. 스퍼터링 메커니즘
이제 양전하를 띤 이온화된 가스 원자는 음전하를 띤 타겟(음극)을 향해 끌어당겨집니다. 이들은 전기장에 의해 가속됩니다. 이러한 고에너지 이온이 표적과 충돌하면 표적 표면에서 원자나 분자를 제거합니다. 이 과정을 스퍼터링이라고 합니다.
4. 박막 증착
방출된 타겟 재료 원자는 챔버를 통과하는 증기 흐름을 형성합니다. 이들은 기판 위에 증착되어 기판에 박막을 형성합니다. 이 증착은 원자 수준에서 발생합니다.
5. 스퍼터링 시스템의 유형
스퍼터링 시스템에는 이온 빔 스퍼터링, 다이오드 스퍼터링, 마그네트론 스퍼터링 등 여러 가지 유형이 있습니다. 각 유형은 이온이 생성되고 타겟으로 향하는 방식이 다릅니다. 그러나 기본적인 스퍼터링 메커니즘은 동일하게 유지됩니다.
6. 마그네트론 스퍼터링
마그네트론 스퍼터링에서는 저압 가스에 고전압을 가하여 고에너지 플라즈마를 생성합니다. 이 플라즈마는 전자와 가스 이온으로 구성된 글로우 방전을 방출합니다. 이는 가스의 이온화 속도를 높여 스퍼터링 공정을 향상시킵니다.
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