[박막공학]이온빔의 원리와 스퍼터링

소개글

박막공학을 공부하는 학생들을 위한 이온빔증착에 대한 프리젠테이션 리포트 입니다.
최근 박막기술중 이온빔을 응용한 원리와 각종 소스에 대해서 정리해 놓았습니다.

목차

Ion beam
Ion beam Sputtering
Ion Beam Assisted Deposition
플라즈마(Plasma)란?
한정된 공간에서 양극과 음극의 전하를 가진 하전 입자를 포함한 매질로 적어도 한쪽의 하전 입자가 공간으로 이동할 수 있는 경우
보통 양극과 음극 전하 밀도는 거의 같고, 매질 전체에서는 전기적으로 중성

본문내용

방출
그림1. 플라즈마 발생원리
+
고주파 가열 플라즈마 (RF)
전자파의 진동 전계에서 흔들린 전자가 기체 분자와 충돌하고
전리가 진행하여 방전이 유지
왜 RF를 이용하는가?
저 주파수에서 이온은 single cycle동안 챔버(chamber) 내의 길이만큼 가로지를 수있다.
그러나 고주파의 사용으로 이온을 챔버의 중간영역에서 들뜨도록 유지할수 있는데 유전물질을 에칭 또는 스퍼터할 경우에는 DC로 사용가능하다.
다시 말해서 챔버 내부에 증팍에 필요한 gas를 주입하여 원하는 압력과 기판온도가 설정되면 RF(Radio Frequency) power를 이용하여 주입된 gas를 plasma 상태로 분해할수있다.
그래서 플라즈마에서 RF는 절연파괴를 위해 사용한다.
정의 : 강력한 투사입자들의 충격에 의한 고체 Target 으로 부터 입자의 방출
Target
그림3. Sputtering 원리
투사입자
방출입자
그림4. Target에 미치는 영향
*
에너지를 갖는 이온 입자를 이용하여 어떤 특정 기판위에 박막의 형태로 고품위
재료를 제작
투사 이온입자
방출 이온입자
Substrate
그림5. Sputtering 공정
Target
e-
고체의 표면에 고에너지의 입자를 충돌시키면 그 고체 표면의 원자,분자가
고에너지 입자와 운동량을 교환하여 표면밖으로 튀어나오게 되는 물리적 현상
그림6. Sputtering 의 Target 표면에 미치는 영향
Filament 가열
열전자 방출
가스충돌
이온화
외부 영구자석 자장으로 하여금
Lorentz force 를 받음
이온화 전자
직선 비행운동 -> 나선형 곡선운동

참고 자료

없음