スパッタリングは、物理的気相成長法（PVD法）の一つで、基板と呼ばれる表面に薄膜を蒸着させる技術である。
このプロセスでは、ガス状のプラズマを発生させ、このプラズマからイオンを加速してソース材料（ターゲット）に入射させる。
イオンからターゲット材料へのエネルギー伝達により、ターゲットが侵食されて中性粒子が放出され、この中性粒子が移動して近くの基板上に堆積し、薄膜が形成されます。
スパッタリングの基礎とは？5つの重要な側面
1.プラズマの生成
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。
その後、ガスに電気を流し、自立したプラズマを形成します。
このプラズマは、ターゲット物質への照射に使用されるイオンを含んでいるため、非常に重要である。
2.ターゲット物質への照射
蒸着される材料の源であるターゲット材料は、真空チャンバー内に置かれ、負電荷を受けて陰極となる。
プラズマからのイオンは、電界によって負に帯電したターゲットに向かって加速される。
これらの高エネルギーイオンがターゲットに衝突すると、その運動エネルギーがターゲット内の原子や分子に伝達される。
3.粒子の放出
伝達された運動エネルギーがターゲット原子の結合エネルギーに打ち勝つのに十分であれば、原子は表面から放出される。
この放出プロセスはスパッタリングと呼ばれる。
放出される粒子は通常中性で、個々の原子、原子団、分子のいずれかになる。
4.基板への蒸着
放出された粒子は直線状に移動し、その経路上に置かれた基板上に堆積する。
この堆積により、基板上にターゲット材料の薄膜が形成される。
スパッタされた粒子は比較的低温であるため、基板はプラスチックのような熱に弱いものを含む様々な材料で作ることができる。
5.制御と最適化
スパッタ粒子の運動エネルギーを制御することで、プロセスを最適化することができる。
これは、チャンバー内の不活性ガスの圧力を調整することで達成できる。不活性ガスは、粒子が基板に到達するまでに受ける衝突の回数に影響を与え、それによって最終的な運動エネルギーと蒸着膜の品質に影響を与える。
スパッタリングは、イオンビームスパッタリングやマグネトロンスパッタリングなど、さまざまなタイプのシステムで使用できる汎用性の高い技術であり、それぞれに特有のセットアップと利点がある。
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