スパッタリングは薄膜を作るのに使われる方法で、具体的には物理的気相成長法（PVD）の一種である。
他の蒸着法とは異なり、原料（ターゲット）は溶融しない。
その代わり、ターゲットからの原子は、通常気体イオンである衝突粒子からの運動量移動によって放出される。
このプロセスにより、高い運動エネルギーで薄膜を成膜できるため、密着性が向上し、非常に融点の高い材料を扱うことができる。
薄膜のスパッタリングを理解するための4つのポイント
1.プロセスの概要
スパッタリングでは、気体プラズマを使用して、固体のターゲット材料の表面から原子を離脱させる。
これらの原子は次に蒸着され、基板表面に極めて薄い皮膜を形成する。
この技術は、半導体、CD、ディスクドライブ、光学機器などの薄膜形成に広く用いられている。
2.スパッタリングのメカニズム
スパッタリング・プロセスでは、制御されたガス（通常はアルゴン）が真空チャンバーに導入される。
その後、放電を利用して陰極に通電し、自立プラズマを形成する。
蒸着される材料であるターゲットは、このプラズマにさらされる。
プラズマからのイオンがターゲットに衝突し、運動エネルギーの伝達により原子が放出される。
3.スパッタリングの種類
- 従来のスパッタリング： 元素、合金、混合物の成膜に用いられる。蒸着膜の組成を精密に制御できる。
- 反応性スパッタリング： 酸化物や窒化物などの化合物を成膜するために反応性ガス（酸素や窒素など）を使用する。
4.スパッタリングの利点
- 高い運動エネルギー： スパッタリングによって放出される原子は、蒸発によって放出される原子に比べて運動エネルギーが高いため、密着性が向上し、緻密な膜が得られる。
- 汎用性： スパッタリングは、非常に融点の高い材料を含め、幅広い材料の成膜に使用できます。
- 均一性と純度： スパッタリング成膜は、多くの用途に不可欠な優れた均一性、密度、純度を示す。
スパッタリングは、保護膜、集積回路、太陽電池、光学/装飾コーティングなど、さまざまな部品やデバイスの製造に不可欠です。
膜の組成、膜厚、均一性を精密に制御できることから、スパッタリングは他の成膜技術よりも好まれる方法となっている。
まとめると、スパッタリングは、制御された特性を持つ薄膜を成膜するための多用途で効果的な方法であり、様々な技術的応用において不可欠なものとなっている。
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