高真空環境下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る）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着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、この方法での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年までにオイル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、真空技術が急速に発展し、蒸着法とスパッタリング法によるコーティングが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成膜技術ですが、現在では研究室や産業分野で最も一般的な方法として用いられています。主な利点は、操作が簡単で、成膜パラメータの制御が容易であり、得られる膜の純度が高いことです。真空蒸着プロセスは、以下の3つのステップに分けられます。
1) 原料を加熱して溶融し、蒸発または昇華させる。2) 原料から蒸気を除去し、蒸発または昇華させる。
2) 蒸気が原料から基板へ移動する。
3) 蒸気は基板表面に凝縮して固体膜を形成する。
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、核生成と膜形成の2つのプロセスを経て、島状成長が支配的となる。蒸着された原子（または分子）は基板と衝突し、一部は基板に永久的に付着し、一部は吸着して基板から蒸発し、一部は基板表面から直接反射される。熱運動により基板表面に付着した原子（または分子）は表面に沿って移動することができ、他の原子に接触するとクラスターを形成する。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で最も発生しやすい。これは、吸着した原子の自由エネルギーが最小化されるためである。これが核生成プロセスである。さらに原子（分子）が堆積すると、上述の島状のクラスター（核）が拡大し、連続膜となる。したがって、真空蒸着法で得られる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係している。一般的に、基板温度が低いほど蒸発速度が速くなり、膜の結晶粒はより細かく密になる。
–この記事は以下によって公開されています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