スパッタ蒸着は物理的気相成長法（PVD）である。
ターゲット材料にプラズマ（通常はアルゴン）からのイオンを衝突させる。
これにより、ターゲットから原子が放出され、基板上に薄膜として蒸着される。
このプロセスは、様々な基材上に強く、薄く、均一な皮膜を形成することができるため、広く使用されています。
スパッタ蒸着のプロセスとは？5つの主要ステップ
1.プロセスの開始
スパッタ蒸着のプロセスは、プラズマ環境を作り出すことから始まります。
これは通常、真空チャンバーにアルゴンなどのガスを導入することで行われます。
その後、高電圧でガスをイオン化する。
イオン化プロセスにより、ガスはプラスに帯電したイオンとマイナスに帯電した電子からなるプラズマに分離される。
2.ターゲットへの照射
プラズマ中の正電荷を帯びたアルゴンイオンは、電界によって負電荷を帯びたターゲット物質に向かって加速される。
成膜される材料の源であるターゲット材料は、陰極に接着されるかクランプされる。
磁石は、ターゲット表面での浸食プロセスの均一性と安定性を高めるためにしばしば使用される。
3.材料の放出と蒸着
アルゴンイオンがターゲットに衝突すると、その運動量がターゲット原子に伝わります。
これにより、原子の一部がターゲット表面から放出されます。
放出された原子は蒸気雲を形成する。
この蒸気雲中の原子は真空中を移動し、基板上に凝縮して薄膜を形成する。
この蒸着プロセスにより、蒸着材料と基材が原子レベルで強固に結合し、コーティングの耐久性と機能性が向上する。
4.利点と応用
スパッタ蒸着の主な利点の一つは、融点の高い材料を実際に溶かさずに蒸着できることである。
これは、他の蒸着技術には限界がある。
さらに、放出される原子の運動エネルギーは、熱蒸発法などの他の方法よりも高いため、基板への膜の密着性が向上する。
スパッタ蒸着は汎用性が高く、さまざまな材料の蒸着に使用できるため、エレクトロニクス、光学、表面工学のさまざまな用途に適している。
5.技術の進化
スパッタ蒸着技術は、19世紀の初期の観察以来、大きく発展してきた。
真空技術の向上とマグネトロンスパッタリングや高周波スパッタリングなどの技術の導入により、その能力と効率は拡大した。
今日、マグネトロンスパッタ蒸着は、薄膜蒸着や表面工学処理に最も広く使用されている方法のひとつです。
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