スパッタリングは確かに蒸着プロセスであり、具体的には物理蒸着法(PVD)の一種である。
この方法は、「ターゲット」ソースから材料を放出させ、それを「基板」上に堆積させるものである。
このプロセスの特徴は、プラズマやイオン銃からのガス状イオンなどの高エネルギー粒子からの運動量移動により、ターゲットから表面原子が物理的に放出されることです。
スパッタリングは蒸着か?理解すべき4つのポイント
1.スパッタリングのメカニズム
スパッタリングは、気体プラズマを利用して固体ターゲット材料の表面から原子を離脱させることで作動する。
ターゲットは通常、基板上にコーティングする材料のスラブである。
このプロセスは、制御されたガス(通常はアルゴン)を真空チャンバーに導入することから始まる。
次に電気エネルギーが陰極に印加され、自立プラズマが生成される。
プラズマからのイオンがターゲットに衝突し、運動量移動により原子が放出される。
2.基板への蒸着
ターゲットから放出された原子は、真空または低圧ガス環境を移動し、基板上に堆積する。
真空または低圧ガス中(<5 mTorr)では、スパッタ粒子は基板に到達する前に気相衝突を起こさない。
あるいは、ガス圧が高い場合(5-15 mTorr)、高エネルギー粒子は蒸着前に気相衝突によって熱化される。
3.スパッタ膜の特徴
スパッタ膜は、均一性、密度、純度、密着性に優れていることで知られている。
この方法では、通常のスパッタリングによって正確な組成の合金を製造したり、反応性スパッタリングによって酸化物や窒化物のような化合物を生成したりすることができる。
スパッタリングで放出される原子の運動エネルギーは通常、蒸発させた材料よりも高いため、基板への密着性が向上する。
4.スパッタリングの利点
スパッタリングの大きな利点の一つは、他の方法では加工が困難な高融点の材料を成膜できることである。
さらに、ボトムアップまたはトップダウンで材料を成膜するようにプロセスを制御できるため、膜形成に多様性がもたらされる。
まとめると、スパッタリングは、半導体、光学機器、データ・ストレージなど、さまざまな産業で薄膜の成膜に使用される汎用性の高い効果的なPVD法である。
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