[신소재공학] Sputtering을 이용한 Ti 증착(요소설계) - 반도체 형성 원리에 대해

[신소재공학] Sputtering을 이용한 Ti 증착(요소설계) - 반도체 형성 원리에 대해

1. Sputtering 개념 및 원리

스퍼터링은 진공 상태에서 타겟 소재에 고에너지 이온을 충돌시켜 타겟 표면에서 원자 또는 분자를 방출하는 증착 방법이다. 이 과정을 통해 기판 위에 균일하게 박막을 형성할 수 있으며, 주로 반도체, 태양전지, 디스플레이 등 다양한 산업 분야에서 활용된다. 스퍼터링은 자기장이나 전기장 등을 이용하여 플라즈마 상태를 유지하는 과정에서 타겟 표면에 양전하를 띤 이온이 충돌하면서 일어난다. 방출된 원자는 기판 위에 증착되며, 이때 증착률은 타겟 재료의 특성, 충돌 이온의 에너지, 진공도 등에 따라 결정된다. 일반적으로, 스퍼터링은 증착 속도가 1~10 nm/m로 조절 가능하며, 두께 균일성은 ±2% 이내로 유지할 수 있다. 특히, 타겟 소재가 금속인 경우 한 번의 충돌로 수십 개의 원자를 방출할 수 있어 증착 효율이 높아진다. 스퍼터링 공정은 증착 두께와 균일성을 정밀하게 제어할 수 있어, 2020년 기준 글로벌 반도체 시장에서 스퍼터링 증착 장비의 시장 점유율은 약 35%에 달하며, 연평균 성장률은 약 7%로 예상된다. 트랜지스터, 커…