반응성 스퍼터링이란 무엇입니까?

반응성 스퍼터링은 기판 재료 상에 박막을 증착하는데 사용되는 플라즈마 스퍼터링 공정의 변형이다. 이 공정에서, 알루미늄 또는 금과 같은 목표 물질은 양으로 하전 된 반응성 가스로 만들어진 분위기를 갖는 챔버로 방출된다. 이 가스는 타겟 물질과 화학적 결합을 형성하고 화합물로서 기판 물질 상에 증착된다.

일반적인 플라즈마 스퍼터링은 대기가없는 진공 챔버에서 발생하지만, 반응성 스퍼터링은 반응성 가스로 구성된 저압 분위기의 진공 챔버에서 발생한다. 기계의 특수 펌프는 다른 미량 원소 중에서 탄소, 산소 및 질소로 만들어진 정상 대기를 제거하고 아르곤, 산소 또는 질소와 같은 가스로 챔버를 채 웁니다. 반응성 스퍼터링 공정에서 반응성 가스는 양전하를 갖는다.

티타늄 또는 알루미늄과 같은 타겟 물질은 또한 가스 형태로 챔버 내로 방출되어 고강도 자기장에 노출된다. 이 필드는 대상 재료를 음이온으로 바꿉니다. 음으로 하전 된 표적 물질은 양으로 하전 된 반응성 물질로 끌어 당겨지며, 두 요소는 기판 상에 침강되기 전에 결합된다. 이러한 방식으로, 박막은 티타늄-질화물 (TiN) 또는 알루미늄-산화물 (Al2O3)과 같은 화합물로 제조 될 수있다.

반응성 스퍼터링은 화합물로 박막을 제조 할 수있는 속도를 크게 증가시킨다. 단일 원소로부터 박막을 생성 할 때 전통적인 플라즈마 스퍼터링이 적합하지만, 복합 필름을 형성하는 데 시간이 오래 걸린다. 박막 공정의 일부로 화학 물질을 강제로 접착하면 기판에 정착되는 속도가 빨라집니다.

박막의 성장을 최대화하기 위해 반응성 스퍼터링 챔버 내부의 압력을 신중하게 관리해야한다. 저압에서 필름을 형성하는 데 시간이 오래 걸립니다. 고압에서, 반응성 가스는 표적 물질이 음전하를받을 때 표적 표면을 "중독"할 수있다. 이는 아래 기판상의 박막의 성장 속도를 감소시킬뿐만 아니라 중독 속도를 증가시킨다; 음의 입자가 적을수록, 양으로 하전 된 반응성 가스와 함께 형성 될 수있는 화학 결합이 적어지고, 따라서 표적 표면을 독살시키는 반응성 가스가 더 많아진다. 시스템의 압력을 모니터링하고 조정하면 이러한 중독을 예방하고 박막이 빠르게 성장할 수 있습니다.