스퍼터 증착은 기판으로 알려진 표면에 재료의 박막을 증착하는 데 사용되는 공정입니다. 이는 기체 플라즈마를 생성하고 이 플라즈마에서 이온을 소스 재료 또는 타겟으로 가속함으로써 이루어집니다. 이온의 에너지 전달은 타겟 물질을 침식하여 중성 입자로 방출되고, 이 입자는 기판과 접촉할 때까지 직선으로 이동하여 소스 물질의 얇은 필름으로 코팅됩니다.
스퍼터링은 고체 상태(타겟)의 원자가 에너지가 있는 이온, 일반적으로 희귀 가스 이온과 충돌하여 방출되어 가스 상으로 이동하는 물리적 공정입니다. 이 공정은 일반적으로 고진공 환경에서 수행되며 PVD(물리적 기상 증착) 공정 그룹의 일부입니다. 스퍼터링은 증착에 사용될 뿐만 아니라 고순도 표면을 준비하기 위한 세정 방법과 표면의 화학 성분을 분석하는 방법으로도 사용됩니다.
스퍼터링의 원리는 타겟(음극) 표면에 플라즈마의 에너지를 사용하여 물질의 원자를 하나씩 끌어당겨 기판 위에 증착하는 것입니다. 스퍼터 코팅 또는 스퍼터 증착은 기판에 매우 얇은 기능성 코팅을 적용하는 데 사용되는 물리적 기상 증착 공정입니다. 이 공정은 스퍼터링 음극을 전기적으로 충전하여 플라즈마를 형성하고 대상 표면에서 물질이 분출되도록 하는 것으로 시작됩니다. 타겟 재료는 음극에 접착되거나 고정되며, 자석을 사용하여 재료가 안정적이고 균일하게 침식되도록 합니다. 분자 수준에서 표적 물질은 운동량 전달 과정을 통해 기판으로 향하게 됩니다. 고에너지 표적 물질은 기판에 충격을 가하고 표면으로 밀려 들어가 원자 수준에서 매우 강한 결합을 형성하여 기판의 영구적인 일부가 됩니다.
스퍼터링 기술은 기판에 특정 금속의 극미세 층 생성, 분석 실험 수행, 정밀한 수준의 에칭 수행, 반도체 박막 제조, 광학 장치 코팅, 나노 과학 등 다양한 응용 분야에 널리 사용됩니다. 고에너지 입사 이온을 생성하는 데 사용되는 소스 중 고주파 마그네트론은 일반적으로 유리 기판에 2차원 물질을 증착하는 데 사용되며, 이는 태양전지에 적용되어 박막에 미치는 영향을 연구하는 데 유용합니다. 마그네트론 스퍼터링은 다양한 기판에 소량의 산화물, 금속 및 합금을 증착할 수 있는 환경 친화적인 기술입니다.
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