DC 스퍼터링은 다양한 산업에서 박막을 증착하는 데 사용되는 공정입니다. 여기에는 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다. 자세히 살펴보겠습니다.
DC 스퍼터링 공정의 5가지 주요 단계
1. 진공 상태 만들기
DC 스퍼터링의 첫 번째 단계는 공정 챔버 내부에 진공을 생성하는 것입니다. 이는 청결 및 공정 제어를 위해 매우 중요합니다.
저압 환경에서는 평균 자유 경로가 크게 증가합니다. 이를 통해 스퍼터링된 원자가 다른 원자와 큰 상호작용 없이 타겟에서 기판으로 이동할 수 있습니다.
2. 직류 스퍼터링 소개
직류(DC) 스퍼터링은 물리적 기상 증착(PVD)의 한 유형입니다. 대상 물질은 이온화된 가스 분자(일반적으로 아르곤)로 충격을 받습니다.
이 충격으로 인해 원자가 플라즈마로 방출되거나 "스퍼터링"됩니다. 이렇게 기화된 원자는 기판 위에 얇은 막으로 응축됩니다.
DC 스퍼터링은 특히 전기 전도성 소재의 금속 증착 및 코팅에 적합합니다. 단순성, 비용 효율성 및 제어 용이성 때문에 선호됩니다.
3. 공정 세부 사항
진공이 설정되면 일반적으로 아르곤과 같은 가스가 챔버로 유입됩니다. 2~5kV의 직류 전압이 인가됩니다.
이 전압은 아르곤 원자를 이온화하여 플라즈마를 형성합니다. 양전하를 띤 아르곤 이온은 음전하를 띤 표적(음극)을 향해 가속됩니다.
이들은 충돌하여 타겟 표면에서 원자를 떨어뜨립니다. 이렇게 스퍼터링된 원자는 챔버를 통과하여 기판(양극)에 증착되어 박막을 형성합니다.
이 공정은 증착이 일어나기 위해 양극을 향한 전자의 흐름이 필요하기 때문에 전도성 재료로 제한됩니다.
4. 확장성 및 에너지 효율성
DC 스퍼터링은 확장성이 뛰어나 넓은 면적에 박막을 증착할 수 있습니다. 이는 대량 산업 생산에 이상적입니다.
저압 환경에서 작동하고 다른 증착 방식에 비해 전력 소비가 적어 상대적으로 에너지 효율이 높습니다. 따라서 비용과 환경에 미치는 영향이 줄어듭니다.
5. 한계
DC 스퍼터링의 한 가지 한계는 아르곤 이온의 밀도가 낮을 때 증착 속도가 낮다는 것입니다. 이 방법은 또한 전도성 재료로 제한됩니다.
성공적인 증착을 위해 양극을 향한 전자 흐름에 의존합니다.
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