スパッタリングターゲットの概要

スパッタリングターゲットの分類

材料タイプ別

• 金属ターゲット：シリコン、アルミニウム、チタン、タングステンなどの純金属。
• 合金ターゲット：金属の組み合わせ、例えばタングステン-モリブデン、チタン-アルミニウム合金など。
• セラミックターゲット： 酸化アルミニウム（Al₂O₃）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化インジウムスズ（ITO）などの非金属化合物。
• 複合ターゲット：窒化物、炭化物、硫化物、珪化物などの多元素材料。

形状・構造別

• 平面ターゲット：円形、長方形、三角形、リング状、およびカスタム形状；マグネトロンスパッタリングでよく使用される。
• 回転ターゲット：利用率と膜の均一性を向上させるため、スパッタリング中に回転する円筒形ターゲット。

スパッタリングターゲットの仕組み

ガスイオン化：真空中のアルゴンガスを高電圧でイオン化してイオンを発生させる。

イオン砲撃：イオンが加速してターゲット表面に衝突し、その格子から原子を放出する。

薄膜蒸着：放出された原子が移動して基板上に堆積し、薄膜が形成される。

スパッタリングターゲットの性能要件

• 純度：蒸着膜の品質と性能を確保するため、99.9%以上。
• 密度：高密度はコンタミネーションを低減し、膜の均一性を向上させる。
• 化学組成の均一性安定した成膜特性を確保します。
• 結晶構造適切な構造により、スパッタリング効率と膜質を向上させます。
• サイズと形状の正確さ：良好な設置と効果を得るためには、装置の要件を満たす必要があります。
• 熱安定性：ターゲットは高温と高エネルギー粒子に耐える。
• 耐食性ターゲット材料の寿命を延ばす。

スパッタリングターゲット製造プロセス

1. 溶解と鋳造
   材料金属および一部の合金
   プロセス高純度金属を真空または不活性雰囲気下で溶解し、鋳造する。
   長所低コスト、大量生産、均一な組成、大きなターゲット。
   短所：高融点または酸化に敏感な金属（Ti、W、Moなど）には適さない。
   用途アルミニウム、銅、クロムターゲット
   
2. 粉末冶金（PM）
   材料金属、合金、セラミックス、複合材料。
   プロセス粉末の混合、圧縮（CIPなど）、高温での焼結。
   長所高融点または複雑な材料に最適、高純度・高密度、柔軟な組成。
   短所：厳密な雰囲気と温度管理が必要。
   用途セラミック（Al₂O₃、ZnO、TiO₂）、合金（Ti-Al、Cr-Ni）ターゲット。
3. 熱間静水圧プレス（HIP）
   材料：金属、合金、セラミック。
   プロセス：高温高圧下で粉末を高密度化する。
   長所優れた特性を持つ非常に高密度なターゲット。
   短所：高価。酸化に敏感な材料には不向き。
   用途窒化物、酸化物、ホウ化物セラミックス、高性能複合材料。
4. スパークプラズマ焼結 (SPS)
   材料高エントロピー合金、セラミックス、金属化合物。
   プロセスパルス電流と圧力を用いた高速焼結。
   長所短時間、結晶粒成長最小、良好な組成保持。
   短所：設備コストが高い、研究室や小ロットに適する。
   用途高性能または研究グレードのセラミックおよび合金ターゲット。
   
5. 冷間プレス＋熱間焼結
   材料金属、セラミック、複合材料。
   プロセス粉末をコールドプレスし、真空または不活性ガス中で焼結する。
   長所単純、SPSより低コスト、サイズ/形状制御が容易。
   短所：HIPより密度が低い。
   用途標準的な金属、合金、セラミックターゲット

スパッタリングターゲットの特性

• 純度：薄膜特性に影響する不純物を最小限に抑える。
• 密度スパッタリング効率を高め、ポロシティを低減します。
• 電気・熱伝導率プロセスの安定性を確保します。
• 耐食性と熱安定性過酷な条件下でも信頼性の高い性能を発揮します。

スパッタリングターゲットの用途

半導体IC性能向上のための金属および誘電体膜。

ディスプレイLCD、PDP、OLED製造用の透明導電層および発光層。

太陽電池シリコンやCIGS薄膜を形成し、効率を向上させる。

光学部品レンズや機器の反射防止、反射、フィルターコーティング

航空宇宙過酷な環境下での耐久性を高める保護膜や耐摩耗膜。

お客様のスパッタリングターゲットのニーズについてご相談ください。