基板上に薄膜を作る場合、スパッタリングと蒸着という2つの主な方法がよく使われる。これらの技術は、物理蒸着（PVD）と呼ばれるプロセスの一部である。それぞれの方法には、独自の作業方法、利点、限界があります。これらの違いを理解することは、特定のニーズに適した技術を選択する上で重要です。
5つのポイントを解説スパッタリングと蒸着は何が違うのか？
1.スパッタリングと蒸発のメカニズム
- スパッタリング： このプロセスでは、通電したプラズマ原子（通常はアルゴン）を負に帯電したソース材料に衝突させる。この衝撃によってソース材料から原子が放出され、基板上に堆積して薄膜が形成される。スパッタリングは、プロセスをクリーンに保つため真空中で行われる。
- 蒸発： この方法では、ソース材料は蒸気になるまで加熱される。蒸気が基板上で凝縮し、薄膜が形成される。蒸着もまた、汚染を防ぎ、均一な成膜を保証するために真空を必要とする。
2.温度と蒸着速度
- スパッタリング： 一般的に蒸発法より低温で作用する。特に誘電体のような材料では、蒸着速度が遅い。
- 蒸着： 通常、ソース材料を蒸発させるために高温が必要で、その結果、蒸着速度が速くなる可能性がある。
3.膜質と密着性
- スパッタリング： スパッタされた原子が高エネルギーで衝突するため、基板への密着性が向上する。この方法は、複雑な形状の基板に適している。
- 蒸着： 蒸発法で作られた膜は、密着性が弱くなることがあるが、基板全体でより均一である。
4.不純物と純度
- スパッタリング： スパッタリングは蒸着に比べて真空度が低いため、基板に不純物が混入しやすい。また、スパッタリングで使用される高エネルギーの粒子は、有機固体のような特定の材料に損傷を与える可能性がある。
- 蒸着： 高真空下で動作するため、一般に純度が高く保たれ、汚染のリスクが低減される。
5.高融点材料への適用性
- スパッタリング： 極端な加熱を必要とせず、容易にスパッタリングできるため、融点の非常に高い材料に非常に有効。
- 蒸発： 材料を気化点まで加熱する必要があるため、高融点材料には困難または不可能な場合がある。
6.複雑さと一貫性
- スパッタリング： このプロセスは複数の相互作用が関与するため複雑であり、完全な理論的理解はまだ発展途上である。しかし、3次元ビリヤードの球の運動学に匹敵する。
- 蒸着： 熱励起と気化のプロセスが単純であるため、より一貫した信頼性の高い成膜結果が得られる。
要約すると、スパッタリングと蒸発のどちらを選択するかは、材料特性、希望する膜特性、用途の具体的要件など、さまざまな要因によって決まる。スパッタリングは高融点材料に対応でき、密着性に優れているため好まれ、蒸着は純度が高く、膜の均一性に優れているため選ばれる。それぞれの方法にはトレードオフがあり、それを理解することで、プロジェクトに最も適した成膜技術を選択することができます。
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