マグネトロンスパッタリング法

アルミ、チタン、ジルコニウム、クロム、セラミック系の硬質材料コーティングや装飾コーティングは、反応性マグネトロンスパッタリング法を用いてツール、コンポーネントなどの製品に成膜(スパッタ)します。

真空チャンバ内では、コーティング材料はコーティングする製品と対置させます。この真空チャンバはアルゴンガスで満たし、数百ボルトの電圧をかけます。これで、正に荷電したアルゴン粒子(アルゴンイオン)と自由電子から成るプラズマができます。正に荷電したアルゴンイオンは負に荷電したカソードのほうへ加速され引き寄せられます。それらは数百電子ボルト(eV)の高い運動エネルギーを持ってターゲットの表面に衝突します。それによって、アルゴン粒子はスパッタリングターゲットの表面の原子をたたき出します。このとき、真空チャンバと基板の間には電位差が生じています。このため、硬質材料からたたき出された粒子は、コーティングするワークピースのほうへ加速しながら引き寄せられます。そして、外部から送り込まれた反応性ガス(窒素、炭素、または酸素)と反応し、きめ細かい窒化物、炭化物、または酸化物の硬質層としてワークピースの表面に成膜します。