스퍼터링이란?

스퍼터링은 전자 또는 기타 에너지 입자로 밀봉 된 챔버에 소스 물질을 충돌시켜 소스의 원자를 에어로졸의 형태로 방출 한 다음 챔버의 모든 표면에 침전시켜 매우 얇은 층의 물질을 표면에 증착하는 방법입니다. . 이 공정은 극도로 미세한 막 층을 원자 규모까지 증착 할 수 있지만 속도가 느리고 작은 표면적에 가장 적합합니다. 응용 분야로는 주사 전자 현미경 (SEM) 이미징을위한 생물학적 시료 코팅, 반도체 산업에서의 박막 증착, 소형 전자 기기 용 코팅 증착 등이 있습니다. 의학, 컴퓨터 과학 및 재료 과학 연구의 나노 기술 산업은 종종 스퍼터링 증착에 의존하여 나노 미터 또는 10 억 미터 규모의 새로운 복합재 및 장치를 설계합니다.

가스 흐름, 반응성 및 마그네트론 스퍼터링을 포함하여 여러 가지 다른 유형의 스퍼터링 방법이 일반적으로 사용됩니다. 이온 빔 및 이온 보조 스퍼터링은 이온 상태로 존재할 수있는 다양한 화학 물질로 인해 널리 사용됩니다. 마그네트론 스퍼터링은 직류 (DC), 교류 (AC) 및 무선 주파수 (RF) 애플리케이션으로 세분화됩니다.

마그네트론 스퍼터링은 타겟 상에 층을 증착하는데 사용될 소스 재료 주위에 자기장을 배치함으로써 작동한다. 이어서, 챔버는 아르곤과 같은 불활성 가스로 채워진다. 소스 물질이 AC 또는 DC 전류로 전기적으로 충전됨에 따라, 방출 된 전자는 자기장에 갇히고, 결국 챔버 내의 아르곤 가스와 상호 작용하여 아르곤 및 소스 물질 둘 다로 구성된 에너지 이온을 생성한다. 이 이온들은 자기장을 빠져 나가 타겟 물질에 충격을 가해 표면에 미세한 소스 물질 층을 천천히 증착시킵니다. 이 경우 RF 스퍼터링은 타겟과 소스 사이의 전기적 바이어스를 빠른 속도로 변화시켜 절연 타겟에 여러 종류의 산화막을 증착하는 데 사용됩니다.

이온 빔 스퍼터링은 소스가 자기장을 필요로하지 않고 작동합니다. 소스 물질에서 방출 된 이온은 2 차 소스의 전자와 상호 작용하여 중성 원자로 대상을 공격합니다. 이로써 이온 스퍼터링 시스템은 전도성 및 절연성 타겟 재료 및 컴퓨터 하드 드라이브 용 박막 헤드와 같은 부품을 코팅 할 수 있습니다.

반응성 스퍼터 기계는 챔버 진공으로 펌핑되는 가스와 대상 물질 사이의 화학 반응에 의존합니다. 증착 층의 직접 제어는 챔버 내의 가스의 압력 및 양을 변경함으로써 수행된다. 화학 성분 또는 화학 반응 속도를 정밀하게 제어 할 수 있으므로 광학 구성 요소 및 태양 전지에 사용되는 필름은 반응성 스퍼터링으로 만들어집니다.