薄膜蒸発とは何ですか？

薄膜蒸着は、材料の薄膜を作成するために使用される物理蒸着のプロセスです。 金属膜やソーラールーフトップで最も一般的に使用される薄膜蒸着は、さまざまな技術を使用して、真空チャンバ内で材料のより大きな部分を蒸発させ、表面に薄く均一な層を残す。 最も広く使用されている薄膜蒸着プロセスでは、ターゲット材料自体を加熱および蒸発させ、薄膜を受け取る基板または表面に凝縮させます。

このプロセスは通常、密閉された真空チャンバーで始まります。このチャンバーは、空気圧を下げて他の空気分子を詰めることにより、蒸気と気体粒子を吸い上げるように最適化されています。 これにより、蒸発に必要なエネルギーが削減されるだけでなく、チャンバー内の他の多くの粒子によって蒸気粒子が跳ね返らないため、堆積領域へのより直接的な経路が可能になります。 空気圧が高いチャンバ構造が悪いと、これらの真空効果が減少し、結果として生じる薄膜の滑らかさが低下し、均一になります。

ターゲット材料を蒸発させるための2つの主な戦略は、電子ビーム蒸着とフィラメント蒸発です。 電子ビーム技術は、磁場によって方向付けられた電子の流れを衝突させることにより、原料物質を高温に加熱することを含む。 タングステンは通常、電子源として使用され、フィラメント蒸発技術よりも多くの熱を材料に発生させる可能性があります。 電子ビームは高温になりますが、X線などの意図しない有害な副作用を引き起こし、チャンバー内の材料を損傷する可能性があります。 アニーリングプロセスは、これらの影響を排除できます。

フィラメントの蒸発は、材料内で蒸発を引き起こす2番目の方法であり、抵抗素子を介した加熱を伴います。 通常、抵抗は、安定した抵抗器に電流を流し、材料を溶かして蒸発させるのに十分な熱を発生させることによって作成されます。 このプロセスは、汚染の可能性をわずかに増加させる可能性がありますが、平均で毎秒約1 nmの高速の堆積速度を作成できます。

スパッタリングや化学蒸着などの他の蒸着方法と比較して、薄膜蒸着にはいくつかの重要な利点と欠点があります。 欠点のいくつかには、表面の均一性の低下とステップカバレッジの減少が含まれます。 利点には、特にスパッタリングと比較した場合の堆積速度の高速化と、スパッタリングプロセスで頻繁に発生する高速イオンおよび電子の減少が含まれます。