スパッタリングは、基板上に材料の薄膜を堆積させるために使用されるプロセスである。
このプロセスでは、高エネルギーイオンによる砲撃を通じて、固体ターゲット材料から原子を放出させる。
このプロセスにはいくつかの段階がある。
まず、ターゲット材料を真空チャンバーに入れる。
次に、プロセスガスがチャンバー内に導入される。
次に電位を印加してプラズマを発生させる。
最後に、ターゲット原子が基板上に放出される。
スパッタリングの方法- 薄膜成膜のステップバイステップガイド
ターゲット材料の準備
コーティング材料は固体状態でマグネトロン上に置かれる。
マグネトロンはスパッタリングシステムのカソードとして機能します。
高品質のコーティングを行うためには、材料の純度が高くなければならない。
環境は清浄でなければならない。
真空チャンバーの排気
チャンバー内を排気し、ほとんどすべての分子を除去する。
これにより真空が形成される。
このステップは、汚染を防ぐために非常に重要です。
これにより、スパッタリングプロセスが制御された環境で行われるようになります。
プロセスガスの導入
チャンバー内をプロセスガスで満たす。
ガスは通常、アルゴン、酸素、窒素である。
ガスは成膜する材料によって選択します。
ガスは次のステップでイオン化され、スパッタリングに必要なプラズマが生成される。
プラズマの生成
ターゲット材料に電位をかける。
これによりターゲット材料はマイナスに帯電する。
チャンバー本体が陽極となる。
この電気的セットアップによってプロセスガスがイオン化され、高エネルギーイオンを含むプラズマが生成される。
砲撃とスパッタリング
プラズマ中の高エネルギーイオンは、負に帯電したターゲット材料に向かって加速される。
これらのイオンがターゲットと衝突すると、エネルギーが移動する。
これによりターゲットから原子が放出される。
このプロセスはスパッタリングとして知られている。
材料の蒸着
ターゲット材料から放出された原子はプラズマ中を移動する。
原子は基板上に堆積し、薄膜を形成する。
この薄膜の特性は、均一性、密度、純度、密着性などに優れている。
これらの特性は、スパッタリングのパラメータを調整することで制御することができる。
スパッタリングの種類と用途
スパッタリング技術は汎用性が高い。
金属、酸化物、合金など、さまざまな材料の成膜に使用できる。
その用途は、半導体や光学装置から分析実験やナノ科学まで多岐にわたる。
結論
スパッタリングは制御された物理プロセスである。
スパッタリングは、高エネルギーイオンとターゲット材料との相互作用に依存する。
このプロセスは様々な産業で広く利用されている。
このプロセスは、高品質のコーティングを製造できることで知られている。
また、環境にも優しい。
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