スパッタリングコーティング

- May 12, 2018-


スパッタリングは、アルゴンイオンを用いてターゲットに衝撃を与え、ターゲット原子を気相中にノックアウトし、基板上に堆積させることである。 スパッタリングには幅広い用途があり、ほぼすべての材料を蒸着することができます。


1.スパッタリングの利点と限界


(1)メリット:

●無公害

●多目的

●良好な接着性


(2)制限事項:

●ターゲットの製造には限界があります。

●セラミックターゲットなどのターゲット材料が損傷すると、使用されるエネルギーの範囲が制限されます。

●低い堆積速度。


2.スパッタリングコーティング方式の分類


(1)平面バイポーラ:ターゲット材料が負であり、ベース材料が正である。

(2)3極:システムは、アノード、カソードおよび外部電子源の3つの電極からなる。 外部電子源は、正のガス分子のイオン化を加速するために電場を生成する。 電子が反応ガスに影響を及ぼす可能性があるため、3極システムは反応性スパッタリングには使用できません。

(3) マグネトロンスパッタリングコーティング:磁場を用いてスパッタリング速度を増加させる。

(4)反応スパッタリング:反応ガスを真空チャンバに導入し、金属原子を用いて堆積する化合物を生成する。


3.絶縁体のスパッタリング


絶縁膜は、RFまたは反応性スパッタリングによってスパッタリングすることができる。 DCスパッタリングを使用すると、表面電荷が急速に蓄積し、スパッタが失敗する。


(1)RFスパッタリング

周波数13.56MHzの高周波電源を使用することにより、ターゲットと基板の表面は、電荷の蓄積を避けるために、イオンと電子によって交互に衝突させることができる。


(2)RFスパッタ法の利点

(a)電子衝撃イオン化の効率が高く、操作圧力が比較的低い。

(b)アークを低減する(アークの発生は、塵や加熱された気化したガスによって引き起こされる)。


(3)反応性スパッタリング

反応性ガスはAr + H2Sのようなアルゴンに加えられ、硫化カドミウムはカドミウムのようなスパッタリング原子で形成される。 例えば、チタンがアルゴンまたは窒素中でスピンされるとき、窒化チタンが形成される。