PVD（物理蒸着）において、スパッタリングと蒸着は同じではない。スパッタリングと蒸着は、薄膜を成膜するために使用される異なる方法であり、それぞれに独自のメカニズムと特徴があります。
スパッタリング は、高エネルギーイオンを使用してターゲット材料に衝突させ、原子または分子をターゲットから放出または「スパッタリング」させ、基板上に堆積させる。このプロセスは通常、他の気体分子との衝突を最小限に抑えるため、高真空環境で行われる。スパッタリングに使用されるイオンはプラズマによって発生させることができ、ターゲット材料は通常、高エネルギー粒子の衝突に耐性のある固体である。
蒸発一方、蒸発法では、原料を気化する温度まで加熱する。また、気化した原子や分子が他の粒子から大きな干渉を受けることなく直接基板に移動できるように、高真空環境で行われる。加熱は、材料の特性や希望する蒸着速度に応じて、抵抗加熱や電子ビーム加熱などさまざまな方法で行うことができる。
PVDにおけるスパッタリングと蒸着との主な違いは以下の通り：
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材料除去のメカニズム:スパッタリングでは、材料は高エネルギーイオンからの運動量移動によってターゲットから除去されるが、蒸着では、材料は加熱によって材料内の結合力に打ち勝つことによって除去される。
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蒸着原子のエネルギー:スパッタリングされた原子は、蒸発した原子に比べて一般的に運動エネルギーが高く、蒸着膜の密着性や微細構造に影響を与える可能性がある。
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材料適合性:スパッタリングは、融点や反応性が高いために蒸発させることが困難な材料を含め、幅広い材料に使用することができる。融点や蒸気圧の低い材料では、一般的に蒸発がより容易である。
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蒸着速度:蒸発法は、特に蒸気圧の高い材料に対して高い成膜速度を達成することができますが、スパッタリング法の成膜速度はより緩やかで、イオンボンバードメントの効率に依存します。
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膜質と均一性:スパッタリングでは、膜の均一性が高く、緻密な膜が得られることが多い。蒸着法でも高品質の膜を得ることができるが、同レベルの均一性を得るためには、プロセスパラメーターをより慎重に制御する必要がある。
まとめると、スパッタリングと蒸着はいずれもPVDで薄膜の成膜に使用されるが、両者は異なる物理プロセスで動作し、明確な利点と限界がある。どちらを選択するかは、材料特性、膜質、蒸着速度、基板の性質など、アプリケーションの具体的な要件によって決まります。
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