DC 마그네트론의 자기장 스퍼터링은 스퍼터링 공정의 효율성을 높이기 위해 자기장을 사용합니다.
이는 타겟 표면 근처에 전자를 가둠으로써 이루어집니다.
이는 가스의 이온화와 박막의 증착 속도를 증가시킵니다.
DC 마그네트론의 자기장 스퍼터링을 이해하기 위한 5가지 핵심 사항
1. 스퍼터링의 메커니즘
DC 마그네트론 스퍼터링에서는 직류 전원 공급 장치를 사용하여 대상 물질 근처에 플라즈마를 생성합니다.
플라즈마는 타겟과 충돌하여 원자를 제거한 후 기체 상으로 방출되는 가스 이온으로 구성됩니다.
이 과정은 박막 증착의 기본입니다.
2. 자기장의 역할
마그네트론 스퍼터링에서 자기장을 추가하는 것은 매우 중요합니다.
이 자기장은 음극판 뒤에 배치되어 전기장과 상호 작용하여 전하 운반체(전자)를 사이클로이드 궤도로 편향시킵니다.
이 움직임은 전자가 표적 근처에 머무는 시간을 늘려 가스의 이온화를 향상시킵니다.
이온은 질량이 크기 때문에 자기장의 영향을 덜 받고 주로 바로 아래에 있는 타겟에 영향을 주어 마그네트론 스퍼터링에서 흔히 볼 수 있는 침식 트렌치를 형성합니다.
3. 스퍼터링 속도 향상
자기장은 이온화 효율뿐만 아니라 스퍼터링 속도도 증가시킵니다.
이는 이온 플럭스 밀도, 타겟 원자 수, 원자 무게, 타겟과 기판 사이의 거리, 스퍼터링된 원자의 속도와 같은 요소를 고려하는 공식으로 정량화됩니다.
이온화가 증가하면 기존 스퍼터링에 비해 더 낮은 압력과 전압에서 공정을 실행할 수 있습니다.
4. 플라즈마 및 이차 전자의 감금
마그네트론 스퍼터링의 자기장 구성은 플라즈마와 이차 전자를 타겟에 가깝게 가두도록 설계되었습니다.
이러한 제한은 전자가 기판에 도달하여 증착되는 박막을 잠재적으로 손상시키는 것을 방지합니다.
자기장 라인은 이 제한을 최적화하기 위해 전략적으로 배열되며, 구성의 변화는 이온화 효율과 증착 속도에 영향을 미칩니다.
5. 마그네트론 스퍼터링의 유형
마그네트론 스퍼터링에는 밸런스드 및 언밸런스드 마그네트론 스퍼터링을 포함한 다양한 구성이 있습니다.
평형 구성에서는 플라즈마가 타겟 영역에 국한되는 반면, 불평형 구성에서는 일부 자기장 라인이 기판 쪽으로 향하여 증착의 균일성에 영향을 미칩니다.
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