金属のDCスパッタリングは、物理的気相成長（PVD）技法の一つであり、一般的に使用されている。
主に金属のような導電性のターゲット材料に使用される。
この方法は、制御が容易で消費電力が比較的低いことから好まれている。
このため、DCスパッタリングは、さまざまな装飾的金属表面をコーティングするためのコスト効率の高いソリューションとなっている。
DCスパッタプロセスを理解するための4つの重要ステップ
1.真空の形成
プロセスは、チャンバー内を真空にすることから始まる。
このステップは、清浄度だけでなく、プロセス制御のためにも極めて重要である。
真空環境は粒子の平均自由行程を大幅に増加させる。
平均自由行程が長くなることで、スパッタされた原子が干渉を受けずに基板に到達します。
これは、より均一な成膜につながります。
2.イオン化とボンバードメント
真空が確立されると、アルゴンガスが導入される。
2～5kVの直流電圧でアルゴンをイオン化し、正電荷を帯びたアルゴンイオンのプラズマを形成する。
これらのイオンは、直流電圧によって生じる電界により、負に帯電したターゲット（陰極）に引き寄せられる。
イオンは高速でターゲットに衝突し、ターゲットから原子が放出される。
3.蒸着
放出されたターゲット原子はチャンバー内を移動し、最終的に基板上に定着して薄膜を形成する。
この蒸着プロセスは、希望の厚さになるまで続けられる。
コーティングの均一性と平滑性は、真空の質、イオンのエネルギー、ターゲットと基板間の距離など、さまざまな要因に左右される。
4.限界と考慮点
DCスパッタリングは導電性材料に有効であるが、非導電性材料や誘電性材料では限界がある。
こ れ ら の 材 料 は 時 間 が 経 過 す る と 電 荷 を 溜 め 込 む こ と が あ り 、ア ー キ ン グ や タ ー ゲ ッ ト 被 害 な ど の 問 題 に つ な が る 。
これによってスパッタリングプロセスが停止する可能性がある。
そのため、DCスパッタリングは主に、電子の流れが妨げられない金属やその他の導電性材料に使用される。
結論
DCスパッタリングは、導電性基板上に金属薄膜を成膜するための信頼性が高く経済的な方法である。
その簡便さと費用対効果から、さまざまな産業用途でよく利用されている。
非導電性材料では限界があるものの、多くのコーティングニーズに対応できる貴重な技術であることに変わりはない。
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