マグネトロンスパッタリング法を用いた薄膜蒸着には、蒸着膜の性能や品質に大きく影響するいくつかの重要なパラメータがあります。
コアパラメータの理解
ターゲットパワー密度
このパラメータは、スパッタリング速度と膜質に直接影響するため非常に重要です。ターゲットパワー密度を高くするとスパッタリングレートは向上しますが、イオン化が進むため膜質が低下する可能性があります。
ターゲットパワー密度は、イオン束密度、単位体積あたりのターゲット原子数、原子量、ターゲットと基板間の距離、スパッタされた原子の平均速度、臨界速度、イオン化の度合いなどの要素を考慮した計算式を用いて算出することができる。
ガス圧力
スパッタチャンバー内のガス圧力は、スパッタ粒子の平均自由行程に影響するため、膜厚の均一性と品質に影響する。ガス圧を最適化することで、所望の膜特性と膜厚均一性を達成することができます。
基板温度
成膜中の基板温度は、膜の密着性、結晶性、応力に影響を与えます。所望の特性を持つフィルムを得るためには、基板温度を適切に制御することが不可欠です。
蒸着速度
成膜速度を決定するパラメータです。膜厚と均一性をコントロールするために非常に重要です。蒸着速度を上げると膜が不均一になり、逆に下げると工業用途では効率が悪くなります。
望ましいフィルム特性の達成
目標出力密度、ガス圧力、基板温度、蒸着速度などのパラメータを慎重に調整・最適化することにより、マグネトロンスパッタリング技術を使って、均一な膜厚、高密度、低粗度など、所望の特性を持つ薄膜を実現することが可能です。
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