PVDスパッタリングは、基板上に材料の薄膜を堆積させるために使用される技術である。
このプロセスには、物理的気相成長法（PVD）が使用される。
ターゲットとなる材料（通常は固体の金属または化合物）は、真空チャンバー内で高エネルギーのイオンを照射される。
これにより、材料がターゲットから放出され、基板上に蒸着される。
7つのポイント
1.プロセスセットアップ
PVDスパッタリングでは、ターゲット材料を真空チャンバーに入れます。
その後、チャンバー内を真空排気して所望の真空状態にする。
チャンバー内は不活性ガス（通常はアルゴン）で満たされており、スパッタリングプロセスにおいて重要な役割を果たす。
2.スパッタリングのメカニズム
高電圧を印加してグロー放電を起こす。
これによりアルゴンガスがイオン化され、プラズマが形成される。
電離したアルゴン原子（イオン）は、電界によってターゲットに向かって加速される。
ターゲットに衝突すると、ターゲットの表面から原子を叩き落とす、つまり「スパッタ」する。
3.基板への蒸着
ターゲットからスパッタされた原子は蒸気雲を形成する。
この蒸気雲は真空中を移動し、基板上に凝縮して薄膜を形成する。
このプロセスは、窒素やアセチレンなどの反応性ガスを導入することで強化または変更することができる。
これは反応性スパッタリングとして知られている。
4.利点と応用
PVDスパッタリングは、平滑で均一な皮膜を形成できることで評価されている。
PVDスパッタリングは、装飾用ハードコーティングや自動車市場のトライボロジーコーティングの用途に最適です。
また、膜厚を正確に制御できるため、光学用コーティングにも適している。
5.マグネトロンスパッタリング
より高度なスパッタリングはマグネトロンスパッタリングである。
磁場を利用してプラズマをターゲットの近くに閉じ込め、スパッタリング速度と効率を高める。
この技術は、金属薄膜と絶縁薄膜の両方の成膜に特に有効である。
これらは、光学的および電気的用途に不可欠である。
6.プロセスパラメーター
PVDスパッタリングで成膜される薄膜の品質は、いくつかのパラメータに大きく依存する。
これには、薄膜の成長速度と品質に影響するスパッタリング速度が含まれる。
真空度、ガス圧、ターゲットへの印加電力など、その他の要因も重要な役割を果たす。
これらによって、成膜された膜の最終的な特性が決定される。
7.他の成膜方法との比較
PVDスパッタリングは、液相を含まず気体のみを使用するため、「ドライ」プロセスとみなされる。
化学気相成長法（CVD）のような他の成膜法に比べ、比較的低温で作動する。
このため、温度に敏感な基板に適しています。
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