スパッタリング スパッタリングの特徴や成膜データについてご紹介します。

弊社では、イオンプレーティング方式に加えスパッタ法によるコーティングサービスも始めました。
スパッタ法での高エネルギーを利用してTi系反応膜の形成を行っております。

現在スパッタ法での対応膜種は、Ti、TiN、TiCの3膜種とさせていただいております。
またチャンバー(真空窯)内の異種異物による汚染防止のため、基板(膜付け対象物)の材質を限らせていただいております。一度ご相談下さい。

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スパッタ基本プロセス

当社のスパッタリング法における基本プロセスを右図に記します。
簡単にご説明いたしますと、プロセスは以下の通りです。

  • チャンバーに膜付け対象物をセット
  • チャンバー内を真空排気
  • ランプヒーターによる基板加熱
    無加熱も可能です。一度ご相談下さい。
  • ガスを導入する
    反応膜の場合は反応ガスも後に導入
  • ターゲット源をON
  • Arガスによりターゲット材料がスパッタされる
  • スパッタされた粒子が基板に到達して堆積
  • 薄膜形成される

スパッタリング基本プロセス

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スパッタ装置スペック

最大搭載可能サイズφ12インチ×t50mm
対応可能基板Si Wafer,各種ガラス基板
Al系基板(Al2O3,AlN)
Si系基板(SiC等)
対応不可基板SUS系、他金属混合物系

※大変申し訳ございませんが、半導体基板対応とするため膜付けするチャンバー内の汚染を考慮して、搭載する基板に制限をさせていただいております。お手数をおかけ致しますが、ご対応可能かお問い合わせ下さい。

スパッタ装置外観
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スパッタリングでの形成薄膜性能

スパッタリングにて形成した薄膜の性能評価事例です。イオンプレーティングにて形成した膜との比較も掲載してあります。ご参考にして下さい。

評価項目TiTiNTiC
可能膜厚0.05~5.0 μm0.05~5.0 μm0.05~5.0 μm
密着強度ピールテストで剥れ無き事ピールテストで剥れ無き事ピールテストで剥れ無き事

膜応力比較データ(膜種:TiC / 膜厚6μmで計測)

成膜位置実測値戻り値膜応力
イオンプレーティング膜応力IP246.5μm1.42E+08Pa
スパッタリング膜応力スパッタ91.138μm-5.69E+07Pa

[膜応力比較]

イオンプレーティング法では引っ張り応力が生じています。これに対してスパッタ法では圧縮応力が生じています。この差は膜に成長したときに残る在留応力によるものです。この応力も条件によって緩和したり、逆方向の応力とすることもできます。

摩擦係数比較データ(膜種:TiC / 膜厚6μmで計測)

成膜位置実測値初期摩擦係数(μs)動摩擦係数(μk)
イオンプレーティング摩擦係数IP0.2650.213
スパッタリング摩擦係数スパッタ0.1980.151

[摩擦係数比較]

イオンプレーティング法でに比べ、スパッタ法での膜のほうが静止摩擦係数、動摩擦係数ともに低くなっているのが確認できます。膜付け条件が全く同じではありませんが、成膜方法や条件により変化します。

比抵抗比較データ(膜種:TiC / 膜厚6μmで計測)

成膜方法比抵抗
イオンプレーティング1.07E-05Ω・cm
スパッタリング1.37E-05Ω・cm

[比抵抗]

上記特性が異なるのに対し、比抵抗はほぼ同じ値となります。膜厚が厚いこともありその影響は小さくなっています。

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