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イオンスパッタリングコーティングとマグネトロンスパッタリングの違いは何ですか?

趙婷婷

Jan 31, 2023

イオンスパッタリングコーティング技術
マグネトロンスパッタリングコーティング技術

スパッタリングは、薄膜堆積に広く使用されている物理蒸着 (PVD) 技術です。この技術では、固体ターゲット材料にエネルギー粒子 (通常はイオンまたは電子) を衝突させて原子を放出します。放出された原子は基板上に凝縮して薄膜を形成します。スパッタリング技術には、イオン スパッタリングやマグネトロン スパッタリングなど、さまざまな種類があります。どちらの技術も同じ基本原理に基づいていますが、プロセス パラメータ、装置設計、および結果として得られる膜の特性に関して、両者の間には大きな違いがあります。この記事では、イオン スパッタリング コーティング技術とマグネトロン スパッタリング コーティング技術を比較対照し、それぞれの長所と短所に焦点を当てます。


イオンスパッタリングコーティング技術


イオンスパッタリングは、イオンを衝撃粒子として使用するスパッタリングの一種です。イオンは高エネルギーに加速され、ターゲット材料に向けられます。イオンがターゲットに衝突すると、その運動エネルギーがターゲット原子に伝達され、表面から放出されます。放出された原子は直線的に移動して基板上に堆積し、薄膜を形成します。


イオンスパッタリングには、他のスパッタリング技術に比べて、堆積速度が速い、膜の均一性がよい、基板の加熱が少ないなど、いくつかの利点があります。また、イオンスパッタリングは方向性が非常に高いプロセスであるため、イオンの入射角を調整することで膜厚を制御できます。ただし、イオンスパッタリングではガス散乱を避けるために高真空環境が必要であり、ガス散乱によって堆積速度と膜の品質が低下する可能性があります。イオンの高エネルギーはターゲット材料に損傷を与える可能性があり、膜の接着性が悪くなり、欠陥密度が増加します。


マグネトロンスパッタリングコーティング技術


マグネトロンスパッタリングは、磁場を使用してプラズマを閉じ込め、イオン化効率を高めるタイプのスパッタリングです。磁場は、一連の永久磁石または電磁石によって生成され、電子とイオンをターゲット表面の近くに閉じ込め、密度と衝突頻度を高めます。イオン化効率の向上により、従来のイオンスパッタリングと比較して、堆積速度が向上し、フィルムの品質が向上します。


マグネトロン スパッタリングには、他のスパッタリング技術に比べて、堆積速度が速い、膜の均一性がよい、基板の加熱が少ないなど、いくつかの利点があります。また、イオン スパッタリングに比べてイオン エネルギーが低いため、ターゲット材料への損傷のリスクが減り、膜の密着性が向上します。また、磁場によってより等方的な堆積が促進され、複雑な形状やパターンをより適切にカバーできます。ただし、マグネトロン スパッタリングでは、イオン スパッタリングに比べて、より複雑な装置設計とより高い電力消費が必要になります。

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