プラズマ生成はスパッタリング・プロセスの重要な部分である。
これには、真空チャンバー内に低圧ガス環境を作り出すことが含まれる。
通常、アルゴンのような不活性ガスがこのチャンバーに導入される。
その後、高電圧がガスに印加され、原子がイオン化されてプラズマが生成される。
ガスのイオン化に必要な電圧は、使用するガスとガスの圧力によって異なります。
スパッタリングでよく使われるアルゴンの場合、イオン化ポテンシャルは約15.8電子ボルト（eV）である。
スパッタリングでプラズマが発生する仕組み：4つのステップ
1.低圧ガス環境の構築
スパッタリング用プラズマを生成する最初のステップは、真空チャンバー内に低圧ガス環境を作り出すことである。
この環境は、イオン化プロセスを効果的に行うために不可欠である。
2.不活性ガスの導入
次に、アルゴンなどの不活性ガスを真空チャンバー内に導入する。
不活性ガスは、ターゲット材料やプロセスガスと反応しないため選択されます。
3.高電圧の印加
次に高電圧がガスに印加され、原子がイオン化してプラズマが生成される。
このプロセスに必要な電圧は、使用するガスとガスの圧力によって異なる。
4.ガスのイオン化
スパッタリングに使用される一般的なガスであるアルゴンの場合、イオン化ポテンシャルは約15.8電子ボルト（eV）である。
このイオン化により、ガスイオンがターゲット材料と効果的に相互作用できるプラズマ環境が形成される。
スパッタリングにおけるプラズマ生成は、スパッタリングガスとターゲット材料との相互作用を促進するため、極めて重要である。
プラズマが発生すると、ガスイオンがターゲット表面に衝突する。
この衝突は、ターゲット表面から原子を離脱させ、気相中に放出させるのに十分なエネルギーを持つ。
このプロセスは、放出された原子が移動して基板上に堆積し、薄膜を形成するスパッタリングメカニズムの基本である。
スパッタリングガスにアルゴンやキセノンのような不活性ガスを使うという選択は戦略的である。
これらのガスはターゲット材料と反応せず、プロセスガスとも結合しない。
分子量が高いため、スパッタリングおよび成膜速度が向上する。
これらのガスは不活性であるため、スパッタリングプロセスを通じてターゲット材料の完全性が維持される。
これは、成膜された膜に所望の特性を持たせるために不可欠である。
要約すると、スパッタリングにおけるプラズマは、真空チャンバー内でスパッタリングガス（通常は不活性ガス）を高電圧でイオン化することによって生成される。
このイオン化により、ガスイオンがターゲット材料と効果的に相互作用できるプラズマ環境が形成され、ターゲット原子が基板上に放出され堆積する。
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