金属スパッタリングは、いくつかの重要なステップを含む複雑なプロセスである。
7つの重要なステップの説明
1.高電界の形成
高電界をソース材料またはターゲットの周囲に発生させる。
2.プラズマの形成
この電界によりプラズマが形成される。
3.不活性ガスの導入
ネオン、アルゴン、クリプトンなどの不活性ガスを、ターゲットとなるコーティング材料と基材が入った真空チャンバーに導入する。
4.ガス原子のイオン化
電源からガス中にエネルギー波を送り、ガス原子をイオン化してプラスの電荷を与える。
5.プラスイオンを引き寄せる
マイナスに帯電したターゲット物質がプラスイオンを引き寄せる。
6.衝突と変位
正イオンがターゲット原子を変位させる衝突が起こる。
7.スパッタリングと蒸着
変位したターゲット原子は、「スパッタリング」して真空チャンバーを横切る粒子のスプレーに分かれる。スパッタされた粒子は基板上に着地し、薄膜コーティングとして堆積する。
スパッタリングの速度は、電流、ビームエネルギー、ターゲット材料の物理的特性など、さまざまな要因に左右される。
スパッタリングは、主に希ガスイオンなどの高エネルギーイオンの衝突によって、固体ターゲット中の原子が放出され、気相に移行する物理的プロセスである。
高真空を利用したコーティング技術であるスパッタ蒸着や、高純度表面の作製、表面化学組成の分析によく用いられる。
マグネトロンスパッタリングでは、制御されたガス流（通常はアルゴン）が真空チャンバーに導入される。
帯電したカソード（ターゲット表面）が、プラズマ内でターゲット原子を引き寄せる。
プラズマ内での衝突により、高エネルギーのイオンが材料から分子を引き離し、それが真空チャンバーを横切って基板をコーティングし、薄膜を形成する。
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