知識 DCスパッタリングのメカニズムとは?5つの重要ステップを解説
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技術チーム · Kintek Solution

更新しました 1 month ago

DCスパッタリングのメカニズムとは?5つの重要ステップを解説

DCスパッタリングは、固体のターゲット材料から微小粒子を発射することによって薄膜を作成するために使用される方法です。この技術は、物理蒸着(PVD)と呼ばれる大きなグループの一部です。

5つの主要ステップ

DCスパッタリングのメカニズムとは?5つの重要ステップを解説

1.セットアップと初期真空

プロセスは、真空チャンバーと呼ばれる特別なチャンバーから始まります。このチャンバー内では、ターゲット材料と基板(薄膜を形成する材料)が互いに平行に置かれる。

その後、チャンバー内の空気や不純物を取り除きます。その後、高純度の不活性ガス、通常はアルゴンで満たされる。アルゴンが選ばれるのは、衝突時のエネルギー伝達に優れているからである。

2.直流電圧の応用

ターゲット材料に直流(DC)電圧を印加する。この電圧は通常-2~-5kVの範囲である。ターゲット材料は陰極として機能し、負電荷を帯びる。

コーティングされる基材はプラス電荷を帯び、陽極となる。このセットアップにより電界が発生し、アルゴンガスがイオン化してプラズマが形成される。

3.イオンボンバードメントとスパッタリング

プラズマ中のエネルギッシュなアルゴンイオンは、電界によってマイナスに帯電したターゲットに向かって押し出される。このイオンがターゲットに当たると、ターゲット材料から微粒子が叩き落とされる。このプロセスはスパッタリングと呼ばれる。

放出された粒子はプラズマ中を移動し、基板上に着地して薄膜を形成する。

4.利点と応用

DCスパッタリングが普及しているのは、シンプルでコスト効率が高く、制御が容易だからである。特に金属の蒸着や導電性材料のコーティングに適している。

この技法は半導体産業でマイクロチップ回路の製造に広く使用されている。また、宝飾品の装飾コーティングや、ガラスや光学部品の無反射コーティングなど、その他の用途にも使用されています。

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