스퍼터링

목차

1. Sputtering 이란?
(1). 스퍼터링 과정
(2). 스퍼터링 가스
(3). 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)

(4). RF 스퍼터링

본문내용

고체의 표면에 고에너지의 입자를 충돌시키면, 그 고체표면의 원자·분자가 그러한 고에너지 입자와 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나오게 된다. 이 현상을 스퍼터링(sputtering) 현상이라고 부른다. 이 현상이 1842년 Grove에 의해서 발견된 후 박막 제작에의 이용은 1870년대부터 행해져 왔는데, 공업기술로써 넓게 이용되게 된 것은 1930년 이후이다. 19세기말에서 20세기초에 평균자유행로, 전자, X선, 이온화 등의 현대 물리학 기초 이론이 발견되고 1928년 Langmuir에 의해 플라즈마(plasma)의 기초가 발표되면서 스퍼터링을 일으키는 기체 방전에 대한 조건들을 이해할 수 있게 되었다. 또한 진공 펌프를 포함한 진공 기술의 발전으로 인해 스퍼터링은 널리 이용되기 시작하였다.
(1). 스퍼터링 과정
타겟(cathode) 쪽에 음전압(dc or rf)이 걸리게 되면 타겟에 걸린 전압과 같은 에너지를 갖는 secondary electron이 타겟 표면으로부터 나오게 된다. 이러한 electron은 chamber안의 sputtering gas(주로 Ar)를 때리게 되고 sputtering gas는 다시 타겟 표면을 때리게 된다. Cathode 쪽에 걸린 초기 에너지가 작은 경우 많은 입사 이온들은 중성화되면서 타겟 안에 흡착되는데 이러한 mechanism 은 처음부터 이온화된 입자를 타겟에 때려 흡착시켜 타겟의 구조를 변화시키는 이온 주입(ion implantation)을 일으키거나, 타겟 표면에서 반사되는 이온 산란(ion scattering)을 일으킨다. 그러나 초기 에너지가 큰 경우는 그냥 반사되거나 흡착되는 이온은 줄어들고 타겟 표면의 원자들이 튀어나오게 된다. 타겟 표면으로 입사되는 입자에 의해 sputter 되는 원자 이외에 또 다시 secondary electron 도 나오게 되는데 이들은 다시금 sputtering gas 를 때려 연쇄적인 반응을 일으켜 플라즈마를 발생시킨다.

참고 자료

없음