スパッタリング収率（入射イオン1個当たりに放出される原子の数）を高めるには、いくつかの戦略を採用することができる。スパッタリング収率は主に、ターゲット材料、衝突粒子の質量、粒子のエネルギーの3つの重要な要素に依存する。ここでは、歩留まりを向上させるために各要因をどのように操作するかを説明する：
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ターゲット材料:ターゲット材：ターゲット材の選択はスパッタリング収率に大きな影響を与える。結合エネルギーが低いなど、特定の性質を持つ材料は、イオンボンバードメント時に多くの原子を生成する可能性があります。スパッタリングを受けやすいターゲット材質を選択することで、歩留まりを向上させることができます。
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照射粒子の質量:スパッタリング収率は一般に、入射イオンの質量が大きくなるほど増加する。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多くのエネルギーを伝えることができ、ターゲット原子を放出する確率が高くなる。したがって、より重いイオンをボンバードメントに使用することで、スパッタリング収率を向上させることができる。
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ボンバード粒子のエネルギー: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）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。エネルギーが高いイオンは、ターゲット材料の奥深くまで侵入し、より多くの原子と相互作用して、より多くの原子を放出させることができる。
技術的強化:
- マグネトロンスパッタリング:この技術では、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、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はまた、低圧での運転が可能であるため、コーティングの純度を向上させることができる。
- 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。
プラズマ特性の最適化:
- RF（高周波）電力、磁場印加、ターゲットへのバイアス電圧などの技術によってイオン密度などのプラズマ特性を変更することで、スパッタリング条件を最適化し、歩留まりを向上させることができる。
これらの要因に注目し、高度なスパッタリング技術を採用することで、スパッタリング収率を大幅に向上させ、スパッタ蒸着プロセスの効率と効果を改善することが可能である。
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