薄膜成膜に関して、スパッタリングと蒸着との論争はしばしば純度を中心に行われる。
一般にスパッタリングは蒸着に比べて純度が高いと考えられている。
しかし、スパッタリングは、その運転条件から不純物が混入する傾向も強い。
スパッタリングと蒸着法を比較する際に考慮すべき4つのポイント
1.スパッタリングにおける高エネルギー粒子
スパッタリングでは、グロー放電によって発生する高エネルギーの粒子を使用する。
この粒子は、ターゲット材料から不純物を除去するのに効果的である。
このプロセスでは、ターゲット材料にイオンを衝突させ、ターゲットから原子を放出させて基板上に薄膜を形成する。
照射粒子のエネルギーが高いため、蒸着膜の純度が高くなる。
2.スパッタリングにおける真空範囲の狭さ
スパッタリングは、エネルギーと純度における利点があるにもかかわらず、蒸着と比較して真空範囲が狭い。
この真空条件の違いにより、基板への不純物の混入が起こりやすくなる。
真空度は成膜環境の純度に直接影響するため、PVDプロセスでは極めて重要である。
3.蒸着との比較
蒸着は、原料の熱エネルギーを利用して気化させ、基板上に堆積させる。
蒸発ではエネルギー準位が低いため、一般的に高速原子が少なくなる。
このため、基板を損傷する可能性は低くなるが、スパッタリングほど効果的に不純物を除去する能力は制限される可能性がある。
4.総合的考察
スパッタリングではステップカバレッジが向上し、純度が高くなる可能性がある一方で、特定の条件や材料が純度の結果に影響することがある。
例えば、イオン衝撃で劣化しやすい材料や、高真空条件を必要とする材料は、蒸着法の方が優れた性能を発揮する可能性がある。
専門家にご相談ください。
結論として、スパッタリングは一般的に高純度の成膜を提供しますが、実際に達成される純度は、真空条件、成膜される材料の種類、アプリケーションの特定の要件など、さまざまな要因に影響されます。
スパッタリングと蒸着法のどちらを選択するかは、これらの要因と薄膜アプリケーションの具体的なニーズを慎重に考慮した上で決定する必要があります。
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