スパッタリングは、高エネルギーイオンから固体ターゲット材料中の原子への運動量の移動に依存するプロセスである。
この移動により、原子が気相中に放出される。
このプロセスは、薄膜の成膜や様々な分析技術に不可欠である。
スパッタリングはどのような移動に基づいているのか？5つのポイントを解説
1.イオンボンバードメント
スパッタリングプロセスでは、不活性ガス（通常はアルゴン）のイオンが電界によってターゲット材料に向かって加速される。
これらのイオンはプラスに帯電しており、マイナスに帯電したターゲットに高速で引き寄せられる。
2.運動量移動
衝突すると、高エネルギーイオンはその運動量をターゲット材料の原子に伝達する。
この移動は部分的に非弾性的であり、イオンの運動エネルギーの一部がターゲット材料内の振動エネルギーに変換されることを意味する。
3.ターゲット原子の放出
移動した運動量は、ターゲット原子間の結合エネルギーに打ち勝つのに十分である。
これにより、原子は材料格子からコーティングチャンバー内の気体状態に放出されます。
この原子の放出はスパッタリングとして知られている。
4.基板への蒸着
スパッタされた原子または粒子は真空空間を移動し、基板上に蒸着され、薄膜を形成する。
この蒸着は、視線によって行われることもあれば、粒子が再びイオン化され、電気的な力によって基板に加速されることもある。
5.応用の多様性
スパッタリングは原料を溶かす必要がないため、さまざまな方向や複雑な形状に適用できる。
そのため、さまざまな種類の表面をコーティングできる汎用性の高い方法です。
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