スパッタ蒸着は物理的気相成長法（PVD）である。
高エネルギーの粒子砲撃により、固体のターゲット材料から原子が放出される。
放出された原子は基板上に蒸着され、薄膜を形成する。
このプロセスでは、真空チャンバー、制御ガス（通常はアルゴン）、カソードの通電を使用してプラズマを生成します。
5つの主要ステップ
1.真空チャンバーのセットアップ
プロセスは真空チャンバー内で始まる。
制御されたガス、通常はアルゴンが導入される。
真空環境は、成膜プロセスを妨害するガス分子の数を減らすため、非常に重要である。
2.プラズマの生成
成膜する材料でできたスパッタリングターゲットであるカソードに通電する。
この通電によってアルゴンガスが電離し、プラズマが生成される。
プラズマは自由電子とアルゴンイオンからなる。
3.イオンボンバードメント
プラズマ中の自由電子は陽極に向かって加速する。
アルゴン原子と衝突し、正電荷を帯びたアルゴンイオンに変化する。
このイオンは負に帯電したカソード（スパッタリングターゲット）に引き寄せられ、高速で衝突する。
4.ターゲット原子の放出
アルゴンイオンとターゲット材料の高エネルギー衝突により、ターゲットから原子が放出される。
これがスパッタ蒸着の重要なメカニズムである。
イオンからターゲット原子への運動量移動により、原子が放出される。
5.基板への蒸着
放出された原子は真空中を移動し、近くに置かれた基板上に堆積する。
基板はシリコン、ガラス、プラスチックなど様々な材料で作ることができる。
成膜された膜は、反射率、導電率、機械的硬度など、ターゲットとなる材料やプロセス・パラメータに応じて特定の特性を持つことができる。
6.最適化と制御
スパッタリング・プロセスは、さまざまなパラメーターを調整することで最適化できる。
これには、ガス圧、カソードへの印加電力、ターゲットと基板間の距離、成膜角度などが含まれる。
これにより、蒸着膜の厚さ、均一性、構造などの特性を制御することができる。
歴史的発展と応用
スパッタ蒸着は19世紀半ばに初めて観察された。
20世紀初頭に薄膜蒸着技術として開発された。
その後、真空技術の進歩やマグネトロンスパッタリングなどの技術の導入により発展してきた。
今日では、エレクトロニクス、光学、製造など、さまざまな産業で広く使われている。
用途としては、コンピュータのハードディスク、集積回路、光学フィルムのコーティングなどがある。
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