金属の直流スパッタリングは、主に金属のような導電性ターゲット材料に使用される、簡単で一般的な物理的気相成長（PVD）技術である。この方法は、制御が容易で消費電力が比較的低いため、広範囲の装飾的な金属表面をコーティングするための費用効果の高いソリューションとして好まれています。
プロセスの概要
直流スパッタリングでは、直流（DC）電源を使用して、ターゲット材料（カソード）と基材（アノード）の間に電圧差を生じさせる。このプロセスでは、まずチャンバー内を真空にすることで粒子の平均自由行程を広げ、スパッタされた原子が衝突することなくターゲットから基板まで移動できるようにし、均一で滑らかな成膜を実現する。アルゴンガスは通常、真空チャンバー内に導入され、直流電圧によってイオン化され、プラズマを形成する。その後、正電荷を帯びたアルゴンイオンがターゲットに向かって加速され、ターゲットに衝突して原子が放出される。放出された原子はチャンバー内を移動し、基板上に堆積して薄膜コーティングを形成する。
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詳しい説明真空の生成：
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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（粒子が他の粒子と衝突するまでに進む平均距離）を大幅に増加させます。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、より均一な成膜が可能になる。イオン化と砲撃：
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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。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。限界と考慮事項：
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 り 、スパッタリングプロセスが停止することがある。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
