スパッタ蒸着

- Dec 20, 2017-

スパッタ成膜は、物理蒸着(PVD) 法薄膜による成膜スパッタリング.これは材料を取り出し、シリコンウェーハなどの「基板」にソースである「ターゲット」から。Resputteringイオンや原子衝突による蒸着過程堆積物質の再放出です。ターゲットからスパッタ原子数十 eV (100,000 K) まで通常の広いエネルギー分布しています。スパッタ イオン (通常放出粒子の小さい一部分だけがイオン化-1% 程度) 弾道直線的にターゲットから飛ぶし、精力的に基板や真空チャンバー (resputtering を引き起こす) に影響を与えることができます。また、高いガス圧でイオンは、モデレーターとして行動し、基板や真空チャンバー壁に到達して凝縮を経て拡散、移動ガス原子と衝突する、ランダム ・ ウォーク.低エネルギーにおける熱運動エネルギー弾道影響から全体の範囲は、背景のガス圧を変更アクセスです。酸素ガスはアルゴンなどの不活性ガスをされます。効率的な運動量輸送の酸素ガスの原子量は、重元素のクリプトンやキセノンを使用中軽元素をスパッタ用ネオンが望ましいのでターゲットの原子量に近くなるはず。反応性ガスは、スパッタ化合物にも使用できます。化合物は、ターゲット サーフェスは、機内またはプロセスのパラメーターによって基板上に形成されます。スパッタ成膜を制御する多くのパラメーターを可用性か複雑なプロセス、成長制御の大部分とフィルムの微細構造の専門家ができます。


使用

最も重要な応用の一つであるまだ、スパッタ成膜の初期の広範な商用アプリケーションの 1 つは、コンピューターの生産ハード ディスク.広範囲に使用、スパッタリング、半導体業界における各種材料の薄膜を形成するには集積回路処理しています。薄い反射防止コーティングガラスにアプリケーション、またスパッタ法により堆積します。使用低基板温度のための接触の金属が析出する理想的な方法は、スパッタリング薄膜トランジスタ.スパッタリングの別の身近なアプリケーションは低放射率コーティングガラス、二重窓のアセンブリで使用します。コーティングは、多層含むシルバー金属酸化物など、酸化亜鉛酸化スズ、または二酸化チタン.大規模な産業として開発しているスパッタ窒化物を使用してビット ツール コーティング窒化チタン、おなじみの金を作成する色のハードコート。Cd や Dvd の製作中に金属 (アルミニウムなど) 層を堆積プロセスとしても使用はスパッタします。


ハード ディスクの表面は、スパッタ CrOx と他のスパッタされた材料を使用します。光学製造業の主なプロセスの 1 つは、スパッタリング光導波路効率化のための別の方法は、太陽光発電太陽電池。


スパッタ コーティング

スパッタ コーティングで走査電子顕微鏡観察伝導材料、通常金属などの薄い層で供試体をカバーするためのスパッタ成膜プロセスは、ゴールド/パラジウム(Au ・ Pd) の合金です。導電性コーティングは、従来の SEM モード (高真空、高電圧) で電子ビームを試料の充電を防ぐために必要です。金属コーティングも信号対雑音比を高めるために有用している間 (重金属は良い二次電子エミッター)、劣った質であるときX 線の分光学採用します。この理由から x 線を用いたとき分光法による炭素コーティングが適しています。


その他の成膜方法との比較

スパッタ成膜の重要な利点は非常に高融点の材料もで簡単に抵抗蒸発器のこれらの材料の蒸発しながらスパッタ、またはクヌーセンセル問題のある、または不可能です。スパッタ薄膜は、ソースの素材に近い組成を持っています。違いは、異なる要素 (要素がガスによってより容易に偏向光) にそれらの異なる質量のため異なる拡散ためが、この違いは一定。スパッタ膜通常蒸着フィルムよりも基板上のより良い接着があります。ターゲットには材料の大規模な量が含まれています、メンテナンス フリー テクニックは超高真空用途に適しています。スパッタ源は (彼らは通常冷却水の加熱を避けるため) に高温部品が含まれていない、酸素などの反応性ガスとの互換性です。スパッタすることができます実行されるトップダウン蒸発する必要があります実行トップダウンボトム アップ。エピタキシャル成長など高度な処理が可能です。


スパッタ リング プロセスのいくつかの欠点がプロセスのよりむずかしい映画の編成は、リフトオフと結合します。これ拡散輸送、スパッタリングの特性は、完全に影が不可能になったためにです。したがって、1 つは完全に原子の移動、汚染問題につながることができますを制限できません。また、アクティブなコントロール パルス レーザー depositionand 不活性スパッタガスに比べて層によって成長は難しいために組み込まれている成長映画不純物として。パルス レーザー堆積法は、スパッタ用レーザー光を使用しているスパッタ蒸着技術の一種です。スパッタと resputtered イオンと背景のガスの役割を完全にパルス レーザー成膜プロセス中に検討しました。