スパッタリングイオンは、スパッタリングの過程でターゲット材料から原子を置換するために使用される高エネルギーイオンである。
このプロセスは物理蒸着（PVD）技術の重要な部分である。
PVD技術は、様々な商業的および科学的用途の基板上に薄膜を蒸着するために使用される。
通常、アルゴンのような不活性ガスからのイオンが、ターゲット材料に向かって加速される。
これによりターゲットから原子が放出され、その後基板上に蒸着される。
このプロセスの効率は、スパッタ収率によって定量化される。
スパッタ収率は、入射イオン1個あたりに放出される原子の数を測定する。
非専門家向けに説明した5つのポイント
スパッタイオンの定義とメカニズム
スパッタリングイオンは、ターゲット材料の原子と衝突する高エネルギーイオンである。
この衝突によって原子が表面から放出される。
イオンは通常、アルゴンなどの不活性ガスから発生する。
イオンは真空環境でターゲット材料に向かって加速される。
このプロセスでは、入射イオンとターゲット材料の原子との間の運動量移動が行われる。
イオンのエネルギーがターゲット原子の結合エネルギーを上回ると、原子が放出される。
スパッタリングのプロセス
スパッタリングのプロセスは、ターゲット材料と基板を真空チャンバーに入れることから始まる。
不活性ガスがチャンバー内に導入される。
電源がガス原子をイオン化し、正電荷を与える。
イオン化されたガス原子はスパッタリングイオンとして作用し、ターゲット材料に向かって加速される。
これにより原子が放出され、基板上に堆積する。
スパッタリング技術の種類
イオンビームスパッタリング (IBS):イオン源を使用してターゲット材料をスパッタする。
IBSは高精度の薄膜蒸着によく用いられる。
ダイオードスパッタリング:ターゲット材料に直流電流を流す、より単純なスパッタリング。
マグネトロンスパッタリング:スパッタリングガスのイオン化を高めるために磁場を使用する。
これによりプロセスの効率が向上する。
スパッタリングの用途
スパッタリングは、さまざまな用途の薄膜形成に広く利用されている。
これにはエレクトロニクス、光学、コーティングなどが含まれる。
また、彫刻技術、白色材料の浸食、分析技術にも使用される。
スパッタ収率に影響する要因
スパッタプロセスの効率（スパッタ収率で測定）は、いくつかの要因に影響される。
以下はその一例である：
- 入射イオンのエネルギー
- 入射イオンとターゲット原子の質量
- ターゲット材料の結合エネルギー
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