직류 스퍼터링의 원리는 직류(DC) 전원을 사용하여 저압 환경에서 양전하를 띤 이온이 표적 물질을 향해 가속되는 플라즈마를 생성하는 것입니다. 이러한 이온은 표적과 충돌하여 원자가 플라즈마로 방출되거나 "스퍼터링"됩니다. 이렇게 스퍼터링된 원자는 기판에 박막으로 증착되어 균일하고 매끄러운 코팅을 형성합니다.
자세한 설명:
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진공 생성:
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이 공정은 스퍼터링 챔버 내부에 진공을 생성하는 것으로 시작됩니다. 이는 여러 가지 이유로 중요한데, 청결을 보장할 뿐만 아니라 공정 제어를 향상시킵니다. 저압 환경에서는 입자의 평균 자유 경로가 증가하여 입자가 다른 입자와 충돌하지 않고 더 먼 거리를 이동할 수 있습니다. 따라서 스퍼터링된 원자가 큰 간섭 없이 타겟에서 기판으로 이동할 수 있어 보다 균일한 증착이 가능합니다.DC 전원:
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DC 스퍼터링은 직류 전원을 사용하며, 일반적으로 1 ~ 100mTorr 범위의 챔버 압력에서 작동합니다. DC 전원은 챔버의 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성합니다. 이 플라즈마는 양전하를 띤 이온과 전자로 구성됩니다.
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이온 폭격:
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플라즈마의 양전하를 띤 이온은 음전하를 띤 타겟(DC 전원의 음극 단자에 연결됨)에 끌립니다. 이 이온은 표적을 향해 고속으로 가속되어 충돌을 일으켜 표적의 표면에서 원자를 방출합니다.박막 증착:
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대상 물질에서 방출된 원자는 플라즈마를 통해 이동하여 일반적으로 다른 전위로 유지되거나 접지된 기판 위에 증착됩니다. 이 증착 과정을 통해 기판에 박막이 형성됩니다.
장점과 응용 분야:
DC 스퍼터링은 단순성, 제어 용이성, 저렴한 비용으로 인해 특히 금속 증착에 선호됩니다. 마이크로칩 회로를 만드는 데 도움이 되는 반도체와 같은 산업과 보석 및 시계용 금 코팅과 같은 장식용 애플리케이션에서 널리 사용됩니다. 또한 유리 및 광학 부품의 무반사 코팅과 포장 플라스틱의 금속화에도 사용됩니다.
