物理蒸着とは何ですか？

物理蒸着（PVD）は、ターゲット材料を基板に転写して薄膜を作成するプロセスです。 移動は、化学反応を使用して薄膜を作成する化学蒸着とは異なり、純粋に物理的な手段によって実現されます。 半導体、コンピューターチップ、コンパクトディスク（CD）、およびデジタルビデオディスク（DVD）は通常、このプロセスによって作成されます。

物理蒸着には、蒸発、スパッタリング、および鋳造の3つの主要なタイプがあります。 蒸発技術は、ターゲット物質を真空チャンバーに入れることから始まります。これにより、圧力が低下し、蒸発速度が上がります。 次に、材料は沸騰するまで加熱され、ターゲット材料のガス状粒子は、基板を含むチャンバの表面に凝縮します。

蒸発による物理蒸着の2つの主な加熱方法は、電子ビーム加熱と抵抗加熱です。 電子ビーム加熱中、電子ビームはターゲット材料上の特定の領域に向けられ、その領域を加熱して蒸発させます。 この方法は、蒸発させるターゲットの特定の領域を制御するのに適しています。 抵抗加熱中、ターゲット材料は通常タングステン製の容器に入れられ、容器は高電流で加熱されます。 蒸発物理蒸着中に使用される加熱方法は、ターゲット材料の性質によって異なります。

スパッタリングプロセスは、真空チャンバー内のターゲット材料からも始まりますが、ターゲットは蒸発や沸騰ではなく、ガスプラズマイオンによって分解されます。 プロセス中に、ガスプラズマに電流が流れ、陽イオンが形成されます。 これらの陽イオンはターゲット材料に衝突し、チャンバーを通過して基板上に堆積する小さな粒子を打ち落とします。

蒸発と同様に、スパッタリング技術はターゲット材料によって異なります。 直流（DC）電源を使用するものもあれば、無線周波数（RF）電源を使用するものもあります。 スパッタリングシステムの中には、磁石を使用してイオンの移動を誘導するものもあれば、ターゲット材料を回転させるメカニズムを備えているものもあります。

鋳造は物理蒸着のもう1つの主要な方法であり、ポリマーターゲット材料およびフォトリソグラフィに最も一般的に使用されています。 このプロセス中に、ターゲット材料は溶媒に溶解し、液体を形成します。液体は、基板にスプレーまたはスピンされます。 紡糸には、液体を平らな基板上に広げ、均一な層が形成されるまで回転させます。 溶媒が蒸発すると、薄膜が完成します。