PVDにおけるスパッタリングは、基板上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。
これは、高エネルギーの粒子砲撃によってターゲット材料から原子または分子を放出することによって達成される。
放出された粒子は基板上で凝縮し、薄膜を形成する。
4つのポイント
1.プロセスの概要
ターゲット材料： ターゲット材料（通常は固体の金属または化合物）を真空チャンバーに入れる。
その後、真空チャンバーを排気して真空環境を作る。
アルゴンプラズマ生成： アルゴンガスをチャンバー内に導入し、イオン化してプラズマを形成する。
このプラズマは高エネルギーのアルゴンイオンで構成される。
砲撃と放出： 高エネルギーのアルゴンイオンをターゲット物質に浴びせます。
このイオンの衝撃により、ターゲットの表面から原子や分子がはじき出される。
基板への蒸着： 放出された粒子は真空中を移動し、基板上に堆積して薄膜を形成する。
2.スパッタリングのメカニズム
スパッタリングでは、高エネルギー粒子との衝突により、ターゲット材料から表面原子が物理的に除去される。
これは化学的プロセスとは異なり、物理的相互作用のみに依存する。
衝突するイオンからターゲット材料の原子へのエネルギー移動が、放出プロセスを可能にする。
エネルギーは、原子をターゲット表面に保持する結合力に打ち勝つのに十分でなければならない。
3.用途と重要性
スパッタリングは、組成と膜厚を精密に制御しながら薄膜を成膜できることから、航空宇宙、自動車、医療、マイクロエレクトロニクスなどの産業で広く利用されている。
スパッタリングによって生成される被膜は、硬度、耐摩耗性、耐酸化性などの基材の特性を向上させ、高応力、高精度の用途に適している。
4.歴史的背景と進化
プラズマスパッタリングの概念は1970年代に導入され、その後大きく発展した。
今日、プラズマ・スパッタリングは多くのハイテク産業に不可欠な要素であり、太陽エネルギー、マイクロエレクトロニクスなどの進歩に貢献している。
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