知識 カソード・スパッタリングとは?プロセスを理解するための5つのポイント
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技術チーム · Kintek Solution

更新しました 1 month ago

カソード・スパッタリングとは?プロセスを理解するための5つのポイント

カソード・スパッタリングは薄膜蒸着に用いられるプロセスである。

このプロセスでは、固体のターゲットに高エネルギーのイオンが照射される。

これは、真空条件下で希薄雰囲気内の2つの電極間にグロー放電を発生させることによって達成される。

2つの電極とは、ターゲット(陰極)と基板(陽極)である。

電極間に放電を起こすために直流電界が印加される。

不活性ガス(通常はアルゴン)を導入すると、ガスがイオン化してプラズマが形成される。

正に帯電したアルゴンイオンは、負に帯電したターゲット(カソード)に向かって加速され、カソード材料がスパッタリングされる。

スパッタされた材料は、原子または分子の形で基板上に堆積し、薄膜またはコーティングを形成する。

蒸着材料の厚さは通常0.00005~0.01mmである。

ターゲット・デポジットとして使用される一般的な材料には、クロム、チタン、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、金、銀などがある。

スパッタリングは、表面の物理的特性を変えるエッチングプロセスである。

電気伝導性のための基板コーティング、熱損傷の低減、二次電子放出の促進、走査型電子顕微鏡用の薄膜の提供など、さまざまな用途に使用できる。

スパッタリング技術では、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。

カソード(ターゲット)に通電し、自立プラズマを発生させる。

プラズマ内のガス原子は電子を失って正電荷イオンとなり、ターゲットに向かって加速される。

この衝撃でターゲット材料から原子や分子が転位し、蒸気流が発生する。

このスパッタされた材料はチャンバーを通過し、フィルムまたはコーティングとして基板上に堆積する。

スパッタリングシステムでは、カソードがガス放電のターゲットとなり、基板がアノードとして機能する。

高エネルギーイオン(通常はアルゴンイオン)がターゲットに衝突し、ターゲット原子を放出させる。

これらの原子が基板に衝突し、コーティングが形成される。

DCスパッタリングはカソードスパッタリングの一種で、直流ガス放電を利用する。

ターゲットが成膜源となり、基板と真空チャンバーの壁が陽極として機能し、電源は高電圧の直流電源である。

専門家にご相談ください。

カソード・スパッタリングとは?プロセスを理解するための5つのポイント

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