スパッタ蒸着は、基板と呼ばれる表面に材料の薄膜を堆積させるために使用されるプロセスである。
ガス状プラズマを発生させ、このプラズマからイオンを加速してソース材料（ターゲット）に入射させることで実現する。
イオンからのエネルギー伝達によってターゲット材料が侵食され、中性粒子として放出される。
この粒子は、基板に接触するまで直線的に移動し、基板をソース材料の薄膜でコーティングする。
スパッタリングは、固体（ターゲット）中の原子が、高エネルギーイオン、典型的には希ガスイオンとの衝突によって放出され、気相に移行する物理的プロセスである。
このプロセスは通常、高真空環境で行われ、PVD（Physical Vapor Deposition）プロセスの一群に属する。
スパッタリングは成膜に使われるだけでなく、高純度表面を作製するための洗浄法や、表面の化学組成を分析する方法としても役立っている。
スパッタリングの原理は、ターゲット（陰極）表面のプラズマのエネルギーを利用して、材料の原子を一つずつ引き寄せて基板上に堆積させる。
スパッタコーティング、またはスパッタ蒸着は、基板上に非常に薄く機能的なコーティングを施すために使用される物理蒸着プロセスである。
このプロセスは、スパッタリングカソードを帯電させることから始まり、これによりプラズマが形成され、ターゲット表面から材料が放出される。
ターゲット材料はカソードに接着されるかクランプされ、材料の安定した均一な侵食を確実にするために磁石が使用される。
分子レベルでは、ターゲット材料は運動量移動プロセスを通じて基板に向けられる。
高エネルギーのターゲット材料は基板に衝突して表面に打ち込まれ、原子レベルで非常に強い結合を形成し、材料を基板の永久的な一部とする。
スパッタリング技術は、基板上に特定の金属の極めて微細な層を形成する、分析実験を行う、精密レベルでのエッチングを行う、半導体の薄膜を製造する、光学デバイスのコーティング、ナノサイエンスなど、さまざまな用途に広く使用されている。
高エネルギーの入射イオンを発生させるためのソースのうち、高周波マグネトロンは、ガラス基板に二次元材料を堆積させるのに一般的に使用され、太陽電池に応用される薄膜への影響を研究するのに有用である。
マグネトロンスパッタリングは環境にやさしい技術であり、さまざまな基板上に少量の酸化物、金属、合金を成膜することが可能である。
5つのポイントを解説
1.気体プラズマの生成
スパッタ蒸着の最初のステップは、気体プラズマの生成である。このプラズマは、ターゲット材料にイオンを加速させるために使用される。
2.エネルギー移動と侵食
イオンからのエネルギー伝達によりターゲット材料が侵食され、中性粒子として放出される。
3.直線移動
放出された粒子は、基板に接触するまで直線的に移動し、基板を薄膜でコーティングする。
4.高真空環境
スパッタリングは通常、PVDプロセスの一部である高真空環境で行われる。
5.幅広い用途
スパッタリング技術は、半導体製造、ナノサイエンス、表面分析など、さまざまな用途に使用されています。
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