음극 스퍼터링 공정은 플라즈마를 사용하여 대상 물질에서 원자를 방출한 다음 기판 위에 박막 또는 코팅으로 증착하는 과정을 포함합니다. 이는 제어된 가스(일반적으로 아르곤)를 진공 챔버에 도입하고 음극에 전기적으로 에너지를 공급하여 플라즈마를 생성함으로써 이루어집니다. 가스 원자는 플라즈마 내에서 양전하를 띤 이온이 되어 타겟을 향해 가속되어 타겟 물질에서 원자나 분자를 제거합니다. 이렇게 스퍼터링된 물질은 증기 흐름을 형성하여 기판 위에 증착됩니다.
자세한 설명:
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진공 챔버 설정:
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이 공정은 압력이 일반적으로 약 10^-6 토르 정도로 매우 낮은 수준으로 감소되는 진공 챔버에서 시작됩니다. 이렇게 하면 대기 가스의 간섭 없이 스퍼터링 공정이 진행될 수 있는 환경이 조성됩니다.스퍼터링 가스 소개:
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아르곤과 같은 불활성 가스가 진공 챔버에 도입됩니다. 아르곤을 선택한 이유는 화학적 불활성과 스퍼터링에 사용되는 조건에서 플라즈마를 형성하는 능력 때문입니다.
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플라즈마 생성:
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챔버의 두 전극 사이에 전압이 가해지며, 그 중 하나는 증착할 재료로 만들어진 음극(타겟)입니다. 이 전압은 플라즈마의 일종인 글로우 방전을 발생시켜 자유 전자가 아르곤 원자와 충돌하여 이온화되고 양전하를 띤 아르곤 이온을 생성합니다.이온 가속 및 표적 침식:
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양전하를 띤 아르곤 이온은 전기장에 의해 음전하를 띤 음극을 향해 가속됩니다. 이 이온이 표적과 충돌하면 운동 에너지를 표적 물질로 전달하여 표적 표면에서 원자 또는 분자가 방출됩니다.
기판 위에 증착:
