前回の記事ではスパッタリングコーティングの特性について説明しましたが、この記事では引き続きスパッタリングコーティングの特性について解説します。
（４）基板温度が低い。スパッタリングのスパッタリング速度が高いのは、陰極ターゲットの磁場領域内、すなわちターゲット放電路上の小さな局所領域内で電子濃度が高く、磁場作用領域の外側、特に磁場から遠く離れた基板表面付近では、発散により電子濃度がはるかに低く、バイナリースパッタリングよりも低くなる場合もある（両者の動作ガス圧が桁違いに異なるため）。したがって、スパッタリング条件下では、照射された基板表面の電子濃度は通常の二次スパッタリングよりもはるかに低く、入射基板中の電子数の減少により基板温度の過度な上昇が回避される。さらに、スパッタリング法では、スパッタリング装置の陽極を陰極の周囲に配置し、基板フレームを電位を一定に保つことで、電子が接地された基板フレームを通らずに陽極を通って流れ出すようにすることができ、めっき基板に衝突する高エネルギー電子を低減し、電子の入射による基板の発熱を抑制し、二次電子による基板への衝撃による発熱を大幅に低減することができる。
（５）ターゲットのエッチングムラ。従来のスパッタリングターゲットでは、不均一な磁場が使用されるため、プラズマが局所的な収束効果を生み出し、ターゲット上の局所的な位置でのスパッタリングエッチング速度が極めて大きくなり、結果としてターゲット上に著しいエッチングムラが生じます。ターゲット材料の利用率は一般的に約30％です。ターゲット材料の利用率を向上させるために、ターゲット磁場の形状と分布を改善し、磁石がターゲット陰極内部を移動するなど、様々な改善策が講じられます。
（６）磁性材料ターゲットのスパッタリングは困難である。スパッタリングターゲットが高透磁率の材料でできている場合、磁力線が直接通過するなどして、ターゲット内部で磁気短絡が発生し、放電が困難になる。空間磁場を生成するために、ターゲット内部の磁場を飽和させる、ターゲット上に多くのギャップを残して漏洩磁気の発生を促進してターゲットの温度を上げる、ターゲットの透磁率を下げるなど、さまざまな研究が行われてきた。
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投稿日時：2023年9月8日