スパッタリングは、製造業、特に半導体、ディスクドライブ、CD、光学機器などの産業で使用される薄膜成膜プロセスである。
スパッタリングは、高エネルギー粒子による砲撃によって、ターゲット材料から基板上に原子を放出させる。
このプロセスは、高品質のコーティングや高度な半導体デバイスを作成するために非常に重要です。
スパッタリング金属とは？5つのポイントを解説
1.スパッタリングのメカニズム
スパッタリングは、ターゲット材料が高エネルギー粒子（通常はイオン）を浴びることで発生する。
これらのイオンは、粒子加速器、高周波マグネトロン、プラズマ、イオン源、アルファ線、太陽風など、さまざまな発生源によって生成される。
これらの高エネルギーイオンからターゲット物質の原子へのエネルギー伝達により、原子が表面から放出される。
この放出は、ターゲット物質内で起こる運動量交換とそれに続く衝突カスケードによるものである。
2.スパッタリングの種類
スパッタリング技術にはさまざまな種類があり、マグネトロンスパッタリングは最も一般的に使用されている技術のひとつである。
マグネトロンスパッタリングは磁場を利用してプラズマをターゲット表面付近に閉じ込め、スパッタリング速度と効率を向上させる。
この技術は、ガラスやシリコンウエハーなど、さまざまな基板上に金属、酸化物、合金の薄膜を成膜する際に特に有用である。
3.スパッタリングの応用
スパッタリングには幅広い用途がある。
鏡の反射膜や、ポテトチップスの袋のような包装材料の製造に用いられる。
より高度な用途としては、半導体、光学装置、太陽電池用の薄膜の製造がある。
スパッタリングが提供する精度と制御は、現代の電子機器に必要な複雑な層を作るのに理想的である。
4.歴史的・技術的発展
スパッタリングのコンセプトは1800年代初頭にさかのぼり、20世紀には特に1920年のラングミュアによって大きな発展がもたらされた。
それ以来、スパッタリングに関連する米国特許は45,000件を超え、材料科学と製造におけるスパッタリングの重要性と汎用性が浮き彫りになっている。
5.環境と技術への影響
スパッタリングは、材料の成膜を正確に制御でき、廃棄物の発生が少ないことから、環境に優しい技術であると考えられている。
スパッタリングでは、非常に薄く均一な材料層を成膜できるため、現代の電子機器や光学機器に見られる小型化や効率向上に不可欠である。
要約すると、スパッタリングは現代の製造業、特に電子・光学産業において不可欠なプロセスである。
薄く均一な材料層を高精度で成膜できるスパッタリングは、先端技術デバイスの製造に不可欠なのである。
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