스퍼터링(Sputtering) 결과 레포트

방전관 안에 적당한 압력의 기체를 채워 넣고 양쪽 전극에 직류 전압을 인가하면 양이온은 천천히 음극으로, 전자는 상대적으로 가볍기 때문에 빠르게 양극으로 이동한다. 음극 쪽으로 가속되며 이동한 양이온은 결국 음극과 충돌하게 되는데, 이 충격으로 음극에서 다량의 전자가 방출된다. 이렇게 충돌로 인해 발생한 전자들이 바로 2차 전자이며, 이 전자들과의 충돌에 의한 이온화로 생성된 전자들은 또다시 주위의 기체원자왿� 연쇄적으로 충돌하며 또 다른 이온화를 시키게 되는데, 이 현상을 사태 (Avalanche)라고 한다. 사태로 인한 다량의 2차 전자들의 발생으로 이온화가 충분하게 이루어지면 방전이 유지되기 시작하는데, 이때 전극에서 많은 전하가 순간적으로 빠져나가게 되기 때문에 이 현상을 전기를 방출한다는 의미로 방전이라고 부른다. 방전을 일으키는데 필요한 전압의 최소크기를 무턱전압이라 하고, 이때의 방전을 타운젠트 방전이라고 부른다. 타운젠트 영역에서는 이온화가 적기 때문에 발광을 볼 수 없거나 아주 희미한 빛만 관찰되어 암방전이라고 부르기도 한다. 전류가 증가하여 이차전자왿� 이온이 충분히 많아지게 되면 어느 순간 플라즈마의 저항이 감소하면서 전압도 급격하게 강하한 뒤 다시 안정화되는 영역이 나타난다. 이 영역에서는 이온의 생성되는 양과 없어지는 양의 비율이 같으며, 방전에 필요한 전자왿� 이온이 충분하기 때문에 안정하게 방전이 유지되고 밝은 빛의 발광인 글로우 (Glow)가 음극에서 나타나게 된다. 이 구간을 정상 글로우 방전 (Normal Glow Discharge) 영역이라고 한다. 여기서 전류가 더 증가하게 되면 일정한 값을 유지하던 전압이 어느 순간 급격히 증가하는 영역이 생긴다. 여기가 비정상 글로우 방전 (Abnormal Glow Discharge) 영역이다. 스퍼터링 박막 공정에서 사용하는 영역은 바로 비정상 글로우 방전 영역이다.