합금 필름 용 스퍼터링 증착 방법
May 25, 2018| 스퍼터링 시스템에 사용되는 타겟의 수를 줄이기 위해, 하나의 타겟이 조성 및 성능 요건을 충족시키는 합금 막을 스퍼터링하고 증착하는 것으로 가정된다. 따라서 합금 타겟, 복합 인레이 타겟 및 다중 타겟 스퍼터링이이 경우에 사용될 수 있습니다.
일반적으로, 방전의 정상 상태에서, 타겟의 조성에 따라, 다양한 구성 원자가 각각 스퍼터링된다. 진공 증발 및 이온 플레이 팅과 비교하여 스퍼터링 코팅의 한가지 장점은 필름 층과 타겟의 조성 사이의 차이가 작고 코팅 조성물이보다 안정하다는 것이다. 그러나, 경우에 따라서는 조성 성분이 다른 선택 스퍼터링 현상, 역 스퍼터링 속도 및 막의 밀착력이 다르기 때문에 막층과 타겟의 조성이 크게 다를 수있다. 이러한 종류의 합금 타겟을 사용하는 경우, 특정 성분의 막을 얻기 위해서는, 실험에 따라 특정 타겟을 형성하는 것 이외에, 접착 속도의 차이를 줄이기 위해 가능한 한 기판의 온도를 감소시켜야하며, 표적의 온도. 또한, 적절한 공정 조건은 막의 역 스퍼터링 효과를 감소시킬 것이다.
어떤 경우에는, 대 면적의 균일 한 합금 타겟 또는 복합 타겟을 제조하는 것이 어렵다. 따라서 단일 요소로 구성된 복합 모자이크 타겟을 사용할 수 있습니다. 표적의 표면 조성을도 1에 나타낸다. 그 중에서도 부채 모양의 모자이크 구조 (d)가 가장 효과적이며, 필름의 조성을 제어하기 쉽고 반복성도 좋습니다. 원칙적으로, 2 원 합금뿐만 아니라 3 원, 4 원 합금 필름도이 방법으로 제조 될 수있다.
그림 1. 다른 구조의 복합 타겟
(a) 사각형 모자이크 대상 (b) 원형 모자이크 대상 (c) 작은 원형 모자이크 대상 (d) 팬 모양 모자이크 대상
다중 타겟 스퍼터링의 구조가도 2에 도시되어있다. 기판은 2 이상의 타겟 위에 회전되고, 각각의 막의 증착 두께는 1 또는 수 개의 원자 층으로 제어되고, 화합물 막이 얻어 질 수있다. 예를 들면, In1-xGaxSb 단결정 막은 InSb 및 GaSb 타겟에 의해 준비된다. 이 장치는 복잡하지만 기판의 회전 속도를 제어하고 각 타겟에인가되는 전압을 변화시킴으로써 임의의 성분 막을 얻을 수있다. 이들 파라미터는 코팅 시간에 따라 제어 될 수 있으며, 막 두께 방향으로 막의 조성이 변화되고 초 격자 구조가 얻어 질 수있다.
그림 2. 다중 타겟 스퍼터링 구조의 개략도
보조 음극법은 일반적으로 필름 성분의 차이가 클 때 사용됩니다. 주 음극 목표는 합금의 주성분으로 이루어지며 보조 음극 목표는 합금의 첨가 성분으로 만들어집니다. 각 타겟은 동시에 스퍼터링되어 합금 막을 형성한다. 보조 음극 타겟의 전류를 조정함으로써, 합금 피막 중의 첨가 성분의 양을 임의로 변경할 수있다.