스퍼터링은 물리적 기상 증착 기술입니다. 이 기술은 고체 대상 물질에서 원자를 기판으로 배출하고 증착하여 박막을 형성합니다. 이 공정은 진공 챔버 내에서 일반적으로 아르곤과 같은 불활성 기체에서 나오는 에너지 이온으로 대상 물질을 타격하여 이루어집니다.
5가지 주요 단계 설명
1. 플라즈마 생성
이 과정은 진공 챔버에 불활성 기체(일반적으로 아르곤)를 도입하는 것으로 시작됩니다. 전기 방전이 가해져 플라즈마가 생성됩니다. 이 플라즈마에서 아르곤 원자는 전자를 잃음으로써 양전하를 띤 이온으로 이온화됩니다.
2. 이온 폭격
이렇게 양전하를 띤 아르곤 이온은 전기장에 의해 음전하를 띤 표적(음극)을 향해 가속됩니다. 타겟은 박막으로 증착할 물질로 만들어집니다.
3. 표적 원자 방출
에너지가 있는 아르곤 이온이 표적과 충돌하면 운동 에너지를 표적 원자에 전달합니다. 이 에너지 전달은 타겟 표면에서 원자를 제거(스퍼터링)하기에 충분합니다.
4. 기판 위에 증착
방출된 표적 원자는 이제 증기 상태가 되어 진공 챔버를 통과하여 근처에 위치한 기판 위에 증착됩니다. 이 증착을 통해 타겟 재료와 공정 파라미터에 따라 결정되는 특성을 가진 박막이 형성됩니다.
5. 제어 및 최적화
스퍼터링 공정은 타겟에 가해지는 전력, 챔버 내 가스 압력, 타겟과 기판 사이의 거리와 같은 파라미터를 조정하여 미세하게 제어할 수 있습니다. 이를 통해 전기 전도도, 광학 반사율 또는 화학 반응성과 같은 특정 특성을 가진 필름을 증착할 수 있습니다.
스퍼터링은 다양한 산업에서 박막 증착을 위해 사용되는 다목적 기술입니다. 그 이유는 기판에 대한 접착력이 뛰어난 고품질의 균일하고 조밀한 코팅을 생산할 수 있기 때문입니다. 또한 반응성 가스를 챔버에 도입하여 기판에 화합물을 형성하는 반응성 스퍼터링과 같은 기술을 통해 합금 및 화합물을 포함한 복잡한 물질을 증착하는 데에도 사용할 수 있습니다.
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