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반도체

⚙️ 1️⃣ 스퍼터링(Sputtering)이란?

by Informator7 2025. 10. 13.
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‘Sputter(스퍼터)’는 **“때려서 튀게 한다”**는 뜻이에요.
즉, 스퍼터링은 기체 이온으로 타깃(Target, 코팅 재료)을 때려서 그 원자를 튀겨내고,
그 원자가 기판 위에 달라붙어 얇은 막을 만드는 과정
입니다.


🧪 2️⃣ 기본 원리

  1. 진공 상태에서 아르곤(Ar) 같은 가스를 주입
  2. 전압을 걸어 플라즈마(이온화된 기체) 생성
  3. 양이온(Ar⁺)이 타깃(Target, 예: 구리, 알루미늄 등) 을 때림
  4. 때려 맞은 타깃 원자가 튕겨 나와서 기판(Substrate) 위에 증착됨

👉 즉, 타깃을 때려서 재료를 “분사”하는 식으로 막을 입히는 거예요.


🧭 3️⃣ 주요 구성 요소

구성 요소역할
챔버(Chamber) 고진공 환경 유지, 공정이 이루어지는 공간
타깃(Target) 코팅하고 싶은 재료 (예: Al, Ti, Cu 등)
기판(Substrate) 막을 입히는 대상 (예: 웨이퍼, 유리기판 등)
가스 주입부 Ar 같은 불활성가스를 공급
RF/DC Power 플라즈마를 만들기 위한 전원
펌프(Vacuum Pump) 챔버를 진공 상태로 만듦

🔋 4️⃣ 스퍼터링 종류

  1. DC 스퍼터링 (직류)
    • 금속 타깃용
    • 구조 단순, 효율 높음
  2. RF 스퍼터링 (고주파)
    • 절연체(산화물, 질화물 등) 코팅 가능
    • 플라즈마를 안정적으로 유지
  3. 마그네트론 스퍼터링
    • 타깃 뒤에 **자석(Magnet)**을 붙여 플라즈마를 타깃 근처에 모음
    • 이온 효율이 좋아서 빠르고 균일한 증착 가능
    • 현재 대부분의 산업 장비가 이 방식

🎯 5️⃣ 스퍼터의 장점

✅ 균일한 박막 형성
✅ 다양한 재료(금속, 절연체 등) 증착 가능
✅ 우수한 밀착력
✅ 낮은 공정 온도에서도 가능


⚠️ 6️⃣ 단점

❌ 증착 속도가 느림 (특히 절연막일 때)
❌ 장비 복잡, 진공 유지 필요
❌ 타깃 교체 비용이 높음


🧩 7️⃣ 간단한 비유

스퍼터링은 마치 모래를 바람총으로 유리 위에 쏴서 얇게 입히는 것과 비슷해요.
단, 그 ‘모래’가 원자 단위로 작고,
그 ‘바람’이 플라즈마 이온인 거죠.

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