スパッタリングの歩留まりは、いくつかの重要な要因に影響される。こ れ ら の 要 因 に よ っ て 、スパッタプロセス中にターゲット材料からいかに効率よく原子が放出されるかが決まる。
スパッタリング収率に影響を及ぼす4つの重要因子
1.入射イオンのエネルギー
ターゲット材に入射するイオンのエネルギーは極めて重要である。10～5000 eVの範囲では、入射イオンのエネルギーが高くなるにつれてスパッタリング収率が増加する。これは、エネルギーが高いイオンほど、ターゲット原子に伝達する運動エネルギーが大きくなり、ターゲット原子表面からの放出が促進されるためである。
2.イオンとターゲット原子の質量
入射イオンの質量とターゲット原子の質量も重要な役割を果たす。一般に、スパッタリング収率は、入射粒子の質量が大きくなるほど増加する。これは、より重いイオンからターゲット原子への運動量移動が増加し、放出確率が高まるためである。同様に、ターゲット原子の質量は、ターゲット原子の移動のしやすさに影響する。
3.固体内の原子の結合エネルギー
固 体 中 の原 子 の 結 合 エ ネ ル ギ ー に よ っ て 、原 子 が い か に 強 力 に 保 持 さ れ る か が 決 ま る 。結合エネル ギーが高いほど、原子を移動させるために必要なエネル ギーが大きくなり、スパッタリング収率に影響します。結合エネルギーが低い材料は、入射イオンが原子の結合に打ち勝つのに必要なエネルギーが少なくて済むため、スパッタリングしやすい。
4.実用的な応用と調整
こ れ ら の 要 素 は 、プ ラ ズ マ 特 性（ た と え ば イ オ ン 密 度 ）の 調 整 、高 周 波 電 力 の 使 用 、磁 場 の 印 加 、バ イ ア ス 電 圧 の 設 定 な ど 、さ ま ざ ま な 技 術 を 通 じ て 実 用 的 な ス パッタリングに応用されている。これらの調整により、スパッタリング条件を最適化し、所望の成膜速度と材料特性を達成することができます。
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