スパッタリングプロセスの主なパラメータには、イオンのエネルギーと速度、パワーと圧力、ターゲットのサイズと材質、使用するパワーの種類（DC、RF、パルスDC）、バックグラウンドガスの圧力と種類、入射角、基板とターゲットの距離などがある。
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イオンのエネルギーと速度:スパッタリングプロセスには、ターゲット材料から原子を放出するのに十分なエネルギーを持つイオンが必要である。イオンとターゲットの相互作用は、イオンの速度とエネルギーによって決まる。電場と磁場はこれらのパラメーターを制御することができ、スパッタリングプロセスの効率に影響を与える。
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パワーと圧力:これらのパラメーターは応力と成膜速度を制御する。出力が高いほど成膜速度は向上するが、基板上の残留応力が増大する可能性がある。圧力は、スパッタ粒子のエネルギー分布と成膜の均一性に影響します。
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ターゲットサイズと材質:ターゲットが大きいほど均一性が向上し、膜厚の制御が容易になる。ただし、ターゲットの材質は溶融温度によって制限されるため、スパッタ膜の純度や特性に影響を与える可能性がある。
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使用電力の種類:DCパワーは導電性材料に適しており、RFパワーは非導電性材料をスパッタリングできる。パルスDCは、反応性スパッタリングなどのプロセスに有利で、より制御された効率的な成膜を可能にする。
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背景ガスの圧力と種類:スパッタリングガス（多くの場合、アルゴンのような不活性ガス）とその圧力の選択は、スパッタリングプロセスに大きく影響する。効率的な運動量移動のためには、ガスの原子量をターゲットの原子量に近づける必要がある。ガス圧が高いほどスパッタ粒子の熱運動が大きくなり、膜の微細構造に影響を与える。
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入射角:イ オ ン が タ ー ゲ ッ ト に 衝 突 す る 角 度 は 、スパッタリング収率およびスパッタされた材料の分布に影響する。通常、より直角な角度の方がスパッタリング収率が高くなる。
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基板とターゲットの距離:この距離は、基板に到達するスパッタ原子のエネルギーと方向性に影響し、膜厚と均一性に影響を与えます。
これらのパラメータは、スパッタリングされた膜の効率、品質、および特性を総合的に決定するため、スパッタリングは複雑でありながら高度に制御可能な成膜技術となっています。
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