AC 스퍼터링, 특히 AC 평면 마그네트론 스퍼터링은 직류(DC) 전원 공급 장치 대신 교류(AC) 전원 공급 장치를 사용합니다.
이러한 전원 공급 장치 유형의 변화는 스퍼터링 공정에 몇 가지 주요 차이점과 이점을 가져옵니다.
AC 스퍼터링의 5가지 주요 장점
1. 전원 공급 장치 변경
AC 스퍼터링에서는 기존의 평면 마그네트론 스퍼터링에 사용되던 DC 전원 공급 장치가 AC 전원 공급 장치로 대체됩니다.
이러한 변화는 타겟이 플라즈마와 상호 작용하는 방식을 변경하기 때문에 근본적인 변화입니다.
AC 스퍼터링의 타겟 전위는 DC 스퍼터링에서처럼 일정한 음전압이 아니라 일련의 양극 및 음극 펄스가 번갈아 가며 발생합니다.
이 동적 전위는 플라즈마 환경을 보다 효과적으로 관리하는 데 도움이 됩니다.
2. 비정상 방전 제거
타겟에 가해지는 전압의 교류 특성은 비정상적인 방전 현상을 줄이거나 제거하는 데 도움이 됩니다.
이는 안정적이고 효율적인 스퍼터링 공정을 유지하는 데 매우 중요합니다.
비정상 방전은 증착 공정의 균일성과 품질을 방해할 수 있으며, 교류 스퍼터링을 통해 이를 줄이거나 제거하면 전반적인 공정 신뢰성이 향상됩니다.
3. 향상된 플라즈마 밀도
AC 전원을 사용하면 기판 근처의 플라즈마 밀도가 향상됩니다.
플라즈마 밀도가 높을수록 타겟에 대한 이온 타격 속도가 증가하여 증착 속도가 높아지므로 이점이 있습니다.
이러한 향상은 타겟 표면에 가해지는 평균 전력이 일정하게 유지되므로 타겟에 대한 추가 냉각 조치 없이도 발생합니다.
4. AC 스퍼터링의 장점
AC 스퍼터링은 ZAO(알루미늄이 도핑된 산화아연) 타겟 및 기타 반도체 타겟과 같은 재료를 효과적으로 스퍼터링할 수 있습니다.
무선 주파수(RF) 스퍼터링에 비해 작업자에게 덜 해롭습니다.
화합물 필름의 반응 스퍼터링에서 발생할 수 있는 타겟 물질 중독 문제를 제거하여 증착 공정을 안정화할 수 있습니다.
AC 스퍼터링의 공정 파라미터는 쉽게 제어할 수 있으며, 필름 두께를 보다 균일하게 만들 수 있습니다.
5. 자기장 효과
AC 평면 마그네트론 스퍼터링에 자기장이 존재하면 전자를 집중시켜 전자 밀도를 높이는 데 도움이 됩니다.
이렇게 증가된 전자 밀도는 아르곤의 이온화를 향상시켜 타겟에 충돌하는 아르곤 이온의 비율을 높여 증착 속도를 높입니다.
결론적으로 교류 스퍼터링은 특히 평면 마그네트론 스퍼터링의 맥락에서 공정 안정성, 효율성 및 다양한 타겟 재료를 처리하는 능력을 향상시킴으로써 기존의 직류 스퍼터링에 비해 상당한 개선점을 제공합니다.
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