スパッタリングは、真空を利用したプロセスであり、スパッタリングターゲットと呼ばれる固体ターゲット材料から原子を放出させ、その後に基板上に堆積させて特定の特性を持つ薄膜を形成する。
このプロセスは、高エネルギー粒子（通常はイオン）によるターゲットの砲撃によって推進され、ターゲット原子が材料格子からコーティングチャンバー内の気体状態に放出される。
4つの主要ステップ
1.ターゲットの砲撃
スパッタリングプロセスは、制御ガス（通常はアルゴン）を真空チャンバー内に導入することから始まる。
電界を印加してガスをイオン化し、プラズマを生成する。
イオン化されたガス粒子（イオン）は、電界によってターゲットに向かって加速される。
これらのイオンがターゲットに衝突すると、一連の部分的な非弾性衝突を通じてターゲット原子に運動量が伝達される。
2.ターゲット原子の放出
イオン砲撃から伝達された運動量により、ターゲット原子はターゲット材料の表面結合エネルギーに打ち勝つのに十分なエネルギーで反跳します。
その結果、ターゲット原子が材料格子からコーティングチャンバー内の気体状態に放出（スパッタリング）されます。
入射イオン1個あたりに放出される原子の平均数はスパッタ収率と呼ばれ、イオン入射角度、エネルギー、イオンとターゲット原子の質量などさまざまな要因に依存する。
3.基板への蒸着
放出されたターゲット原子は真空チャンバー内を移動し、基板上に堆積される。
この基板は、シリコン、ガラス、成形プラスチックなど、さまざまな材料で作ることができる。
原子は基板上で核生成し、反射率、電気抵抗率、イオン抵抗率、その他の特定の特性など、所望の特性を持つ薄膜を形成する。
このプロセスを最適化することで、薄膜の形態、粒方位、粒径、密度を制御することができる。
4.応用と意義
スパッタリングは、半導体、ディスクドライブ、CD、光学機器の製造において重要な技術である。
スパッタリングは、原子レベルでの薄膜の精密な成膜を可能にし、材料間の原始的な界面の形成を可能にする。
このプロセスは汎用性が高く、スパッタプロセスのパラメーターを調整することで、さまざまな産業ニーズに対応することができます。
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