プラズマ・スパッタリングは、基板上に薄膜を成膜するためのプロセスである。
プラズマを利用してターゲット材料から原子を引き離し、基板表面に堆積させる。
このプロセスでは、真空チャンバー内で希ガス（通常はアルゴン）からプラズマを生成する。
このプラズマは、DCまたはRF電圧を印加することで維持され、ガスをイオン化し、中性ガス原子、イオン、電子、光子のダイナミックな環境を作り出します。
4つの主要ステップ
1.プラズマの生成
このプロセスは、真空チャンバー内に希ガス（通常はアルゴン）を注入することから始まる。
チャンバー内の圧力は特定のレベルに保たれ、通常は0.1Torrを超えない。
その後、DCまたはRF電源を使ってガスをイオン化し、プラズマを生成する。
このプラズマは、荷電粒子と自由電子の集合体であり、電源から伝達されたエネルギーにより、ほぼ平衡状態にある。
2.スパッタリングのメカニズム
プラズマ内で、アルゴン原子は電子を失って正電荷を帯びたイオンになる。
これらのイオンは、ターゲット材料であるカソードに向かって加速される。
ターゲットは、基板上に蒸着される材料の供給源である。
イオンがターゲットに衝突すると、イオンはその運動エネルギーを伝達し、ターゲットから原子や分子が周囲の環境に放出されたり、「スパッタリング」されたりする。
3.材料の堆積
スパッタされた材料は蒸気流を形成し、チャンバー内を移動して最終的に基板に衝突し、そこで凝縮して薄膜を形成する。
ターゲットから材料がスパッタされる速度はスパッタリングレートと呼ばれ、スパッタ収率、ターゲットのモル重量、材料密度、イオン電流密度などいくつかの要因によって決定される。
4.応用と重要性
プラズマスパッタリングは、LEDディスプレイ、光学フィルター、精密光学部品などの用途に必要な高品質のコーティングを作成するために、さまざまな産業で極めて重要である。
プラズマスパッタリングは物理的気相成長法（PVD）の一形態であり、1970年代から広く利用されるようになり、航空宇宙、太陽エネルギー、マイクロエレクトロニクス、自動車などの分野で現代技術に不可欠なものとなった。
要約すると、プラズマスパッタリングは、プラズマとターゲット材料との相互作用に依存して、基板上に原子を放出し堆積させる高度な薄膜堆積方法である。
このプロセスは、多くの技術用途で使用される高品質コーティングの製造に不可欠である。
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