마그네트론 스퍼터링 및 생성 조건
Jun 25, 2018| 1. 마그네트론 스퍼터링
마그네트론 스퍼터링은 마그네트론 작동 모드에서 2 극 스퍼터링이다. 다이오드 스퍼터링과 사중 극자 스퍼터링의 차이점은 다음과 같습니다.
영구 자석 또는 전자석은 스퍼터링 된 음극 타겟 뒤에 배치됩니다. 타겟 표면 상에 수직 성분 (예를 들어, 반대 타겟)의 수평 성분 또는 자기장의 자기장이 생성되고, 가스 방전에 의해 생성 된 전자는 플라즈마 영역 내의 특정 궤도에서 작동하도록 결합된다 표적 표면 근처. 그리고 그것은 전기장 힘과 자기장 힘의 복잡한 작용하에 특정 활주로를 따라 원을 둥글게 만듭니다. 표적 표면 자기장은 하전 된 입자에 억제 효과를 가지며, 자기장이 강하면 결합력이 더 강하다. 전자에 대한 전자기장의 결합 및 가속 때문에, 전자가 기판 및 양극에 도달하기 전에 운동 경로가 크게 연장되어 국부적 인 Ar 가스의 충돌 이온화 확률이 크게 증가한다. 아르곤 이온 Ar +는 전계의 작용하에 가속화 된 다음 음극으로 작용 한 표적에 충격을가합니다. 타겟 표면의 분자, 원자, 이온 및 전자는 모두 스퍼터링되어 타겟의 스패 터 추출 속도를 증가시킵니다. 스퍼터링 된 입자는 일정량의 운동 에너지를 전달하고, 특정 방향으로 기판에 충돌하며, 최종적으로 기판 상에 증착되어 막을 형성한다. 많은 충돌 후에, 전자의 에너지는 점차적으로 감소하고, 자속의 제약으로부터 해방되고, 궁극적으로 기판, 진공 챔버 벽 및 목표 전력 양극에 떨어진다.
작동 가스의 이온화 확률의 증가 및 타겟의 이온화 속도의 증가는 진공 가스 방전의 내부 저항을 감소시킨다. 따라서, 마그네트론 타겟의 스퍼터 증착을위한 작동 전압은 낮다 (대부분 4-600V 사이 임). 때로는 작동 전압이 약간 높아지며 (예 :> 700V) 일부 작동 전압은 낮아집니다 (예 : 약 300V). 마그네트론 스퍼터링이 발생하면, 스퍼터링 동작 전압은 마그네트론 타겟의 캐소드 랜딩 존에 주로 떨어진다.
마그네트론 스퍼터링 필름은 작은 핀홀, 고순도 및 강한 접착력으로 균일하고 밀도가 높으므로 저온 및 낮은 손상 조건에서 다양한 재료 필름의 고속 증착을 실현할 수 있습니다. 마그네트론 스퍼터링은 오늘날 진공 코팅 분야에서 일종의 성숙한 기술 및 산업화 된 생산 방법이되었습니다. 마그네트론 스퍼터링 기술은 급속히 발전하여 다양한 산업의 과학 연구 및 산업화에 널리 사용됩니다.
요컨대, 마그네트론 스퍼터링 기술은 전자기장을 사용하여 진공 챔버에서 가스 "비정상적인 글로 방전"의 이온과 전자의 궤도와 분포를 제어하는 스퍼터링 코팅 프로세스입니다.
2. 마그네트론 스퍼터링의 3 세대 조건
스퍼터링을 유발하는 마그네트론 가스 방전은 세 가지 충분하고 충분한 조건을 충족해야합니다.
(1) 적절한 방전 가스 압력 P를 가짐 : DC 또는 펄스 중주파 마그네트론 방전, 약 0.1 Pa ~ 10 Pa), 대표 값은 5 × 10 -1 Pa; RF 마그네트론 방전은 약 10 -1 ~ 10 -2 Pa입니다.
(2) 마그네트론 표적면은 일정한 수평 (또는 등가) 자기장 세기 B (약 10mT ~ 100mT)를 가지며, 전형적인 값은 30 ~ 50mT이고, 최소값은 10 ~ 20mT (100 ~ 200 가우스)이다.
(3) 진공 챔버는 자기장에 직각 (또는 등가 직각) 인 전기장 V를 가지며, 전형적인 값은 500 ~ 700V이다.
일반적으로 위의 세 가지 조건을 PBV 조건이라고합니다.