薄膜スパッタリングとは

薄膜スパッタリングは、粒子を別のターゲットソースからノックして表面に薄膜を適用するプロセスです。 このプロセスは一般に、気体プラズマが送り込まれる低圧チャンバーで行われます。 このプラズマ中の正に帯電したイオンは、スパッタリングとして知られているプロセスでターゲットソースから粒子を解放します。 次に、これらの粒子は、基板として知られるレシピエント表面に移動し、そこで薄膜の形で堆積します。

2つの主な薄膜スパッタリング法は、直流（DC）スパッタリングと無線周波数（RF）スパッタリングです。 DCスパッタリングでは、直流がプラズマを正に帯電させるのに対し、RFスパッタリングは電波を使用してプラズマを帯電させます。 正に帯電したプラズマは、負に帯電したターゲットに加速し、基板に堆積するターゲット材料の粒子を解放します。 DCスパッタリングは、電流を保持できる導電性材料の使用に制限されていますが、RFスパッタリングは絶縁材料にも適しています。

ターゲット材料から放出されると、粒子は何かと接触するまで直線的に移動します。 これらの粒子の一部は、コーティングが必要な表面に堆積します。 代わりに、他の方向に移動する粒子がチャンバーの壁またはチャンバー内の他の表面に堆積する場合があります。

アルゴンガスは通常、ターゲット材料から粒子をノックするために使用されるプラズマ材料ですが、ネオンやクリプトンなどの他の不活性ガスが使用されることもあります。 加速プラズマは、個々の原子、原子群、または分子として、このターゲット材料から自由に粒子を叩く可能性があります。 さまざまな用途で使用できる多くの種類のスパッタリング材料が利用可能です。 薄膜スパッタリングは、金属、ガラス、または他の材料で作られた基板上に金属または非金属フィルムを堆積するために使用できます。

薄膜スパッタリングを使用する一般的なアプリケーションには、望遠鏡ミラーなどの光学機器のコーティングや、コンパクトディスクやデジタルビデオディスクなどの消費者製品のコーティングが含まれます。 電子半導体デバイスと太陽光発電パネルもこの技術で製造されています。 薄膜スパッタリングの使用は、薄膜の形で患者に投与される薬物の製造にまで拡大しています。

この方法を使用することには多くの利点があります。 薄膜スパッタリングは、他の同様のプロセスと比較して比較的高速です。 また、堆積膜の厚さを適切に制御できます。 さらに、蒸発プロセスのようにターゲット材料を加熱する必要がないため、必要に応じて低温に保つことができます。