스퍼터링은 나노 기술에 사용되는 물리적 기상 증착 기술입니다.
이 기술은 기판이라고 하는 표면에 재료의 얇은 필름을 증착하는 데 도움이 됩니다.
이 과정에는 플라즈마에서 나오는 에너지 이온으로 대상 물질을 타격하는 것이 포함됩니다.
이러한 이온은 원자 또는 원자 클러스터를 방출하여 기판 위에 증착시켜 박막을 형성합니다.
스퍼터링 공정을 이해하기 위한 4가지 핵심 단계
1. 플라즈마 생성
이 공정은 하전 입자로 구성된 물질 상태인 기체 플라즈마를 생성하는 것으로 시작됩니다.
스퍼터링 시스템에서는 아르곤과 같은 가스를 이온화하여 플라즈마를 생성합니다.
이는 일반적으로 가스 원자로부터 전자를 제거하는 전기 방전을 사용하여 이루어집니다.
그 결과 양전하를 띤 이온과 자유 전자로 구성된 플라즈마가 생성됩니다.
2. 이온 가속
그런 다음 플라즈마의 이온이 목표 물질을 향해 가속됩니다.
플라즈마의 양전하를 띤 이온은 표적 물질에 가해지는 음전위에 의해 끌어당겨집니다.
이 가속은 이온에 높은 운동 에너지를 부여합니다.
3. 재료 방출
고에너지 이온이 표적 물질과 충돌하면 에너지를 표적 원자에 전달합니다.
이 에너지 전달은 표적 원자의 결합 에너지를 극복하기에 충분합니다.
그 결과 이온은 표면에서 방출됩니다. 이 과정을 스퍼터링이라고 합니다.
4. 기판 위에 증착
방출된 원자 또는 분자는 진공을 통해 직선으로 이동합니다.
이들은 가까운 기판 위에 증착될 수 있습니다.
이렇게 증착하면 기판 위에 대상 물질의 얇은 막이 형성됩니다.
두께, 균일성, 접착력 등 이 박막의 특성은 스퍼터링 파라미터를 조정하여 제어할 수 있습니다.
이러한 파라미터에는 플라즈마에 가해지는 전력, 가스 압력, 타겟과 기판 사이의 거리 등이 포함됩니다.
스퍼터링은 광학 코팅, 반도체 장치 및 나노 기술 제품 제조에 널리 사용됩니다.
비교적 낮은 온도에서 정밀하고 얇은 재료 층을 증착할 수 있다는 점에서 높은 평가를 받고 있습니다.
이 기술은 금속, 산화물, 합금을 포함한 다양한 재료를 다양한 기판에 증착할 수 있는 다목적 기술입니다.
따라서 현대 기술 및 연구 분야에서 매우 중요한 공정입니다.
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