スパッタリングに関しては、主に2つのタイプがある：ACスパッタリングとDCスパッタリングである。
両者の主な違いは、使用する電源の種類と、それがスパッタリングプロセスや効果的にスパッタリングできる材料にどのような影響を与えるかにある。
ACスパッタリングとDCスパッタリングの違いに関する7つのポイント
1.電源
ACスパッタリング：
- ACスパッタリングでは、DC電源の代わりに中周波AC電源を使用する。
- その結果、ターゲットの電位は一定の負電圧ではなく、交番パルス電圧となる。
DCスパッタリング：
- DCスパッタリングは直流電源を使用する。
2.ACスパッタリングの利点
- 異常放電の除去： 交流電圧により、スパッタプロセスを阻害する異常放電現象を除去することができます。
- プラズマ密度の向上： 交流電力を使用することで、基板近傍のプラズマ密度が向上し、ターゲットに冷却手段を追加することなく、成膜の品質と均一性が向上します。
- ターゲット材料の多様性： ACスパッタリングは、ZAO（酸化亜鉛アルミニウム）ターゲットやその他の半導体ターゲットのような材料を効果的にスパッタリングできる。また、RF（高周波）スパッタリングに伴う健康リスクも回避できます。
- 成膜プロセスの安定性 中膜の反応スパッタリングにおけるターゲット材料の被毒の問題を解消し、成膜プロセスを安定させることができる。
- 制御と均一性： プロセスパラメーターの制御が容易になり、膜厚の均一性が向上します。
3.DCスパッタリングの特徴
- チャンバー圧力： チャンバー圧力は通常1～100mTorrの範囲である。
- ターゲット材料の適性： DCパワーは、鉄、銅、ニッケルなどの純金属のような導電性ターゲット材に適しています。
- 蒸着速度： 一般に、純金属ターゲットでは蒸着速度が速い。
- プロセスの単純さ： 大型基板を大量に処理するのに適したシンプルな技術である。
4.DCスパッタリングの限界
- 絶縁材料との不適合： 絶縁材料は電荷を蓄積し、スパッタリングプロセスを妨害する可能性があるため、DCスパッタリングは絶縁材料には不向きである。
- 精密制御の必要性： 最適な結果を得るには、ガス圧、ターゲット-基板間距離、電圧などのプロセス要因を正確に制御することが極めて重要である。
5.ACスパッタリングとDCスパッタリングのまとめ
- 直流スパッタリングは導電性材料に有効であり、簡 単で経済的なアプローチを提供するが、交流スパッタリングは 制御性、安定性、汎用性が向上し、特に半導体材料や絶縁材料のスパッタリングに有益である。
- ACスパッタリングとDCスパッタリングのどちらを選択するかは、スパッタリングされる材料の具体的な要件と、成膜される膜の望ましい特性によって決まる。
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