スパッタリング収率は、スパッタ蒸着プロセスの効率において重要な要素である。これは、入射イオン1個あたりにターゲット材料から放出される原子の数を意味する。
スパッタリング収率を向上させる5つの主要戦略
1.ターゲット材料
ターゲット材料の選択はスパッタリング収率に大きく影響する。結合エネルギーが低い材 料ほど、イオンボンバードメントにより多くの原子が放出されやすい。そのため、スパッタリングを受けやすいターゲット材を選択することで、歩留まりを向上させることができる。
2.スパッタリング粒子の質量
スパッタリング収率は一般に、入射イオンの質量が大きいほど高くなります。重いイオンは運動量が大きいため、衝突時にターゲット原子により多くのエネルギーを伝達することができる。このため、ターゲット原子を放出する確率が高くなる。したがって、ボンバードメントに重いイオンを使用することで、スパッタリング収率を向上させることができる。
3.入射粒子のエネルギー
入射イオンのエネルギーも重要な役割を果たす。スパッタリングの典型的なエネルギー範囲（10～5000eV）内では、イオンのエネルギーを高めるとスパッタリング収率が向上する。高エネルギーのイオンはターゲット材 料に深く浸透し、より多くの原子と相互作用して、より多くの原子が放出される。
4.マグネトロンスパッタリング
マグネトロンスパッタリングでは、ターゲット近傍のプラズマのイオン化を高めるために磁石を使用する。その結果、ボンバードメントに利用できるイオンの数が増え、スパッタリング速度が速くなり、歩留まりが向上する。マグネトロンスパッタリングでは、低圧での運転も可能であるため、コーティングの純度を向上させることができる。
5.反応性スパッタリング
スパッタリングプロセスに反応性ガスを導入することで、単純な金属ターゲットから複雑な化合物を成膜することができる。また、スパッタリングプロセスの全体的な効率と歩留まりを向上させることができる。
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