薄膜成膜技術といえば、イオンビームスパッタリングとマグネトロンスパッタリングが有名です。
4つの主な違いを説明
1.プラズマの有無
イオンビームスパッタリング:
- イオンビームスパッタリングでは、基板とターゲットの間にプラズマが存在しない。
- プラズマが存在しないため、プラズマダメージのリスクがなく、繊細な基材への成膜に適している。
マグネトロンスパッタリング:
- マグネトロンスパッタリングシステムは、イオン化効率が高いためプラズマ密度が高い。
- この高密度プラズマにより、ターゲットへのイオン衝突が増加し、スパッタリングおよび成膜速度が向上する。
2.スパッタガス封入
イオンビームスパッタリング:
- プラズマがないため、堆積物中へのスパッタガスの混入が少なくなる。
- これにより、より純度の高いコーティングが得られる。
マグネトロンスパッタリング:
- プラズマの密度が高いため、スパッタガスの混入が多くなることがある。
- しかし、これは一般的にコーティングの純度を確保するために管理される。
3.ターゲットと基板の使用における多様性
イオンビームスパッタリング:
- 従来のイオンビームスパッタリングでは、基板とターゲットの間にバイアスは存在しない。
- このため、導電性・非導電性両方のターゲットや基板を使用することができ、適用範囲が広がる。
マグネトロンスパッタリング:
- マグネトロンスパッタリングには、主に2つの方法がある:バランスドマグネトロンスパッタリング(BM)とアンバランスドマグネトロンスパッタリング(UBM)である。
- 各構成ではプラズマ分布が異なり、成膜の均一性と速度に影響を与える。
4.パラメータの独立制御
イオンビームスパッタリング:
- イオンビームスパッタリングには、イオンエネルギー、フラックス、イオン種、入射角度を広い範囲で独立制御できるという独自の利点がある。
- これにより、成膜プロセスを正確に制御できる。
マグネトロンスパッタリング:
- マグネトロンスパッタリングは、低いチャンバー圧力(10^-2 mbarに対して10^-3 mbar)と低いバイアス電圧(-2~-3 kVに対して~-500 V)で動作する。
- これは特定の用途に有利です。
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