비대칭 펄스 마그네트론 스퍼터링의 작동 원리

펄스 마그네트론 스퍼터링은 일반적으로 구형파 전압을 채택합니다. 이것은 기존의 전자 소자가 스위칭 모드를 사용하여 장방형 파 전압의 파형을 용이하게 얻을 수있을뿐만 아니라 장방형 파 전압 파형이 스퍼터링 방전 플라즈마의 변화를 연구하는데 유리하기 때문이다. 그림 1은 펄스 스퍼터링을위한 구형파 전압 파형을 보여줍니다. 펄스주기는 T입니다. 각 사이클에서 타겟이 스퍼터링되는 시간은 T-ΔT이며, ΔT는 타겟에 적용되는 포지티브 펄스의 시간 (폭)입니다. V ⁺ 및 V-는 각각 타겟에인가 된 네거티브 및 포지티브 펄스의 전압 진폭입니다. 더 높은 스퍼터링 속도를 유지하기 위해, 양의 펄스 ΔT의 지속 시간은 펄스주기 T보다 훨씬 작다.

목표 표면 절연 층 상에 축적 된 양전하를보다 짧은 ΔT 시간에서 완전히 중화시키기 위해서, 목표 표면상의 양의 전압 V는 너무 낮을 수 없지만, 일반적으로 100V보다 높지 않다. 사용 된 펄스 파형은 비대칭이기 때문에, 비대칭 펄스 마그네트론 스퍼터링으로 명명된다.

그림 1 펄스 반응성 스퍼터링을위한 직사각형 파 전압

펄스 스퍼터링은 일반적으로 하나의 타겟만을 사용한다는 점에서 중간 주파수 듀얼 타겟 스퍼터링과 다릅니다. 펄스 반응성 마그네트론 스퍼터링 기술을 사용하여, 240nm / min의 증착 속도로 Al2O3 막의 장기간 안정한 증착이 달성되었다. 코팅 된 Al2O3 필름의 두께는 최대 50 μm이었다. 목표 점화의 성공적인 제거로 인해, Al2O3 필름의 결함은 3 내지 4 차수만큼 감소된다. 펄스 반응성 마그네트론 스퍼터링은 Si O2, Ti Ox, TaOX, SiNx, DLC, Al2O3, ITO 및 기타 필름의 증착에 우월함을 보여줍니다.

펄스 스퍼터링은 타겟의 열 소산에 더 유리하다. 즉, 고전력 펄스로 전력을 공급할 수있다. 따라서, 스퍼터링 공정은보다 큰 선택성과 유연성을 갖는다. 중간 주파수 AC 마그네트론 스퍼터링 기술과 비대칭 펄스 스퍼터링 기술의 출현은 화학 반응 스퍼터링 막 형성 기술의 산업화를위한 토대를 마련했습니다.