スパッタリングは、半導体、ディスクドライブ、CD、光学機器の製造に用いられる薄膜成膜プロセスである。
高エネルギー粒子の衝突により、ターゲット材料から基板上に原子が放出される。
回答の要約
スパッタリングは、基板と呼ばれる表面に材料の薄膜を堆積させる技術である。
このプロセスは、気体プラズマを発生させ、このプラズマからイオンを加速してソース材料（ターゲット）に入射させることから始まる。
イオンからターゲット材料へのエネルギー伝達により、ターゲット材料が侵食されて中性粒子が放出され、その中性粒子が移動して近くの基板をコーティングし、ソース材料の薄膜が形成される。
詳しい説明
1.ガス状プラズマの生成
スパッタリングは、通常真空チャンバー内でガス状プラズマを生成することから始まる。
このプラズマは、不活性ガス（通常はアルゴン）を導入し、ターゲット材料に負電荷を印加することで形成される。
プラズマはガスの電離により発光する。
2.イオンの加速
プラズマから放出されたイオンは、ターゲット物質に向かって加速される。
この加速は多くの場合、電場の印加によって達成され、イオンを高エネルギーでターゲットに導く。
3.ターゲットからの粒子放出
高エネルギーイオンがターゲット材料に衝突すると、そのエネルギーが移動し、ターゲットから原子や分子が放出される。
このプロセスはスパッタリングとして知られている。
放出された粒子は中性、つまり帯電しておらず、他の粒子や表面と衝突しない限り一直線に進む。
4.基板への蒸着
放出された粒子の通り道にシリコン・ウェハーなどの基板を置くと、基板はターゲット材料の薄膜でコーティングされる。
このコーティングは半導体の製造において非常に重要であり、導電層やその他の重要な部品の形成に使用される。
5.純度と均一性の重要性
半導体の分野では、スパッタリングターゲットは高い化学純度と冶金学的均一性を確保しなければならない。
これは半導体デバイスの性能と信頼性に不可欠である。
6.歴史的・技術的意義
スパッタリングは、1800年代初頭に開発されて以来、重要な技術である。
1970年にピーター・J・クラークが開発した「スパッタガン」などの技術革新を通じて発展し、原子レベルでの精密かつ信頼性の高い材料成膜を可能にすることで半導体産業に革命をもたらした。
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