アルゴンがスパッタリングプロセスで使用されるのは、主に、ターゲット材料や蒸着膜と反応することなく高エネルギーイオンを生成するのに理想的な、質量の大きい不活性ガスであるためである。これにより、作成される薄膜の純度と品質が保証されます。
不活性な性質と高いスパッタリングレート： アルゴンの不活性な性質は、ほとんどの材料と化学反応しないことを意味し、スパッタリングプロセス中のターゲット材料の完全性と特性を維持する上で極めて重要です。この不活性性は、薄膜の組成や特性を変化させる可能性のある不要な化学反応を防ぎます。さらに、アルゴンは質量が大きいため、スパッタリング速度が速く、より重いイオンがより多くの運動エネルギーをターゲット材料に与え、より多くの原子が基板上に放出・堆積される。
純ガスの低価格と入手可能性： アルゴンは比較的安価で、高純度で広く入手可能であるため、工業用や研究用として経済的に実行可能な選択肢となります。純度の高いアルゴンガスが入手可能なため、不純物を最小限に抑えたスパッタリングプロセスを実施することができ、安定した特性を持つ高品質の薄膜を実現するために不可欠です。
様々なスパッタリング技術への応用： アルゴンは、DC（直流）スパッタリング、RF（高周波）スパッタリング、AC（交流）スパッタリングなど、さまざまなタイプのスパッタリング技術に適合します。RFスパッタリングでは、アルゴンを低圧（1～15 mTorr）で使用するため、不純物ガスの濃度が低くなり、成膜の視線が改善される。マグネトロンスパッタリングでは、磁場の使用によりアルゴンのイオン化が促進されるため、スパッタリング速度が向上し、ガス圧力がさらに0.5 mTorrまで低下するため、蒸着プロセスが最適化される。
他の希ガスとの比較： クリプトン（Kr）やキセノン（Xe）といった他の希ガスがスパッタリングに使用されることもあるが、特性、コスト、入手性のバランスから、アルゴンが依然として好ましい選択肢である。こ れ ら の ガ ス は 質 量 が 大 き い た め 、ス パッタリング速度が若干速くなるが、高価であり、高純度での入手が困難である。
まとめると、アルゴンの不活性な性質、高いスパッタリング速度、低コスト、高純度での入手可能性は、スパッタリングプロセスでの使用に理想的なガスであり、所望の特性を持つ高品質の薄膜の製造を保証する。
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