스퍼터링된 필름의 응력은 주로 증착 공정 파라미터와 필름과 기판의 재료 특성에 의해 영향을 받습니다.
응력은 영 계수, 열팽창 계수, 필름과 기판의 온도를 고려하는 공식을 사용하여 정량화할 수 있습니다.
또한 증착 속도와 스퍼터링된 원자의 에너지도 필름의 응력 수준을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
스퍼터링된 필름의 응력 이해하기: 자세한 분석
스퍼터링된 필름의 응력 계산
σ로 표시되는 스퍼터링된 박막의 응력은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:
σ = E x α x (T - T0)
- σ (응력): 박막 내부의 응력을 나타냅니다.
- E(영의 계수): 재료의 강성을 측정하는 값으로 박막의 재질에 따라 다릅니다.
- α (열팽창 계수): 이 계수는 필름 재질과 기판 재질(T0)에 따라 다릅니다. 온도 변화에 따라 재료가 얼마나 팽창하거나 수축하는지를 나타냅니다.
- T (기판 온도): 증착 과정에서 기판이 유지되는 온도입니다.
- T0 (기판의 열팽창 계수): 기판 재료의 열팽창 계수입니다.
이 공식은 기본적으로 필름과 기판의 기계적 특성과 열 조건에 따라 응력을 계산합니다.
이 응력은 관련된 매개변수의 값에 따라 압축 또는 인장 응력이 될 수 있습니다.
증착 속도 및 스퍼터링 파라미터의 영향
재료가 기판에 증착되는 속도인 증착률은 또 다른 중요한 요소입니다.
증착률은 다음과 같이 계산됩니다:
Rdep = A x R스퍼터
- Rdep(증착 속도): 필름이 기판에서 성장하는 속도입니다.
- A(증착 면적): 증착이 일어나는 영역입니다.
- R스퍼터(스퍼터링 속도): 스퍼터링 공정에서 재료가 타겟에서 배출되는 속도입니다.
이러한 파라미터를 최적화하면 원하는 필름 두께, 균일성 및 응력 수준을 달성하는 데 도움이 됩니다.
스퍼터링된 원자의 에너지와 원자가 기판에 닿는 각도도 응력과 전반적인 필름 품질에 영향을 미칩니다.
응력 및 변형률 관리
박막의 기계적 응력과 변형은 균열이나 박리와 같은 결함을 유발할 수 있습니다.
이러한 결함은 증착 설정과 증착 후 처리를 신중하게 선택함으로써 관리할 수 있습니다.
필름의 순도와 구성도 스트레스 수준과 전반적인 성능에 영향을 미칩니다.
결론
스퍼터링된 필름의 응력은 재료 특성, 증착 조건, 스퍼터링 입자의 에너지 등 여러 요인의 영향을 받는 복잡한 현상입니다.
다양한 응용 분야에 적합한 고품질 박막을 생산하려면 이러한 파라미터를 이해하고 제어하는 것이 중요합니다.
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