高真空環境で固体材料を加熱して昇華または蒸発させ、特定の基板上に堆積させて薄膜を得るプロセスは、真空蒸着コーティング（蒸着コーティングとも呼ばれます）として知られています。
真空蒸着法による薄膜作製の歴史は1850年代に遡ります。1857年、M. Farrarは窒素中で金属線を蒸発させて薄膜を形成する真空コーティングの試みを開始しました。当時の真空技術は低かったため、この方法による薄膜作製は非常に時間がかかり、実用的ではありませんでした。1930年に油拡散ポンプと機械式ポンプを組み合わせたポンプシステムが確立されるまで、真空技術は急速に発展し、蒸着とスパッタリングコーティングは実用的な技術となりました。
真空蒸着は古くからある薄膜堆積技術ですが、実験室や産業分野では最も一般的な方法です。主な利点は、操作が簡単で、堆積パラメータを容易に制御でき、得られる膜の純度が高いことです。真空コーティングプロセスは、以下の3つのステップに分けられます。
1) 原料を加熱して溶かし、蒸発または昇華させる。2) 原料から蒸気を除去して、蒸発または昇華させる。
2) 蒸気が原料から基板へ移動します。
3) 蒸気は基板表面で凝縮して固体膜を形成します。
真空蒸着法による薄膜は、一般的に多結晶膜または非晶質膜であり、島状成長が支配的であり、核生成と膜形成の2つのプロセスを経て成長します。蒸着された原子（または分子）は基板に衝突し、一部は基板に永久的に付着し、一部は基板に吸着して蒸発し、一部は基板表面から直接反射して戻ります。基板表面に付着した原子（または分子）は、熱運動によって表面を移動し、他の原子と接触することでクラスターを形成します。クラスターは、基板表面の応力が高い場所、または結晶基板の溶媒和段階で最も発生しやすくなります。これは、吸着原子の自由エネルギーが最小になるためです。これが核生成プロセスです。原子（分子）がさらに蒸着されると、前述の島状のクラスター（核）は拡大し、最終的には連続膜へと成長します。したがって、真空蒸着法で蒸着された多結晶膜の構造と特性は、蒸着速度と基板温度に密接に関連しています。一般的に言えば、基板温度が低いほど、蒸発率は高くなり、フィルム粒子は細かく高密度になります。
–この記事は真空コーティング機メーカー広東振華
投稿日時: 2024年3月23日