마그네트론 스퍼터링이란 무엇입니까?

마그네트론 스퍼터링은 일종의 물리 기상 증착 (physical vapor deposition)으로서, 타겟 물질이 기판 상에 기화 및 증착되어 박막을 생성하는 프로세스이다. 전하를 안정화시키기 위해 자석을 사용하기 때문에, 마그네트론 스퍼터링은 더 낮은 압력에서 수행 될 수있다. 또한,이 스퍼터링 공정은 정확하고 균등하게 분포 된 박막을 생성 할 수 있으며, 타겟 재료를 더욱 다양하게 할 수 있습니다. 마그네트론 스퍼터링은 종종 비닐 봉지, CD (콤팩트 디스크) 및 DVD (디지털 비디오 디스크)와 같은 다른 재료에 금속 박막을 형성하는 데 사용되며 반도체 산업에서도 일반적으로 사용됩니다.

일반적으로, 전통적인 스퍼터링 공정은 타겟 물질과 함께 진공 챔버에서 시작된다. 아르곤 또는 다른 불활성 가스가 천천히 유입되어 챔버가 저압을 유지할 수 있습니다. 다음으로, 기계의 전원을 통해 전류가 유입되어 전자를 챔버로 가져와 아르곤 원자를 폭파시키고 외부 전자 껍질에서 전자를 차단합니다. 결과적으로, 아르곤 원자는 양으로 하전 된 양이온을 형성하여 표적 물질에 충격을 가하여 기질에 모이는 스프레이로 소분자를 방출합니다.

이 방법은 일반적으로 박막을 생성하는 데 효과적이지만, 챔버의 자유 전자는 아르곤 원자뿐만 아니라 타겟 물질의 표면에도 영향을 미칩니다. 이로 인해 표면 구조가 고르지 않고 과열되는 등 대상 재료가 크게 손상 될 수 있습니다. 또한 기존 다이오드 스퍼터링을 완료하는 데 시간이 오래 걸릴 수 있으므로 대상 물질에 대한 전자 손상 가능성이 훨씬 높아집니다.

마그네트론 스퍼터링은 기존 스퍼터 증착 기술보다 높은 이온화 속도와 대상 물질에 대한 전자 손상을 줄입니다. 이 공정에서, 자유 전자를 안정화시키고, 타겟 물질을 전자 접촉으로부터 보호하고, 또한 전자가 아르곤 원자를 이온화 할 가능성을 증가시키기 위해 자석이 전원 뒤에 도입된다. 자석은 전자가 전자를 제한하지 않고 대상 물질 위에 갇히게하는 자기장을 만듭니다. 자기장 라인이 곡선이기 때문에, 챔버 내의 전자의 경로는 아르곤 스트림을 통해 연장되어 이온화 속도를 향상시키고 박막이 완성 될 때까지 시간을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 마그네트론 스퍼터링은 기존의 다이오드 스퍼터링에서 발생한 시간의 초기 문제 및 표적 물질 손상을 방지 할 수있다.