蒸着中の蒸発は、原料を高温に加熱するプロセスである。これにより材料は溶融し、蒸発または昇華して蒸気となる。気化した原子は表面に凝縮し、材料の薄い層を形成する。このプロセスは通常、ガスの衝突や不要な反応を最小限に抑えるため、高真空チャンバー内で行われる。
蒸着中のソース材料の蒸発方法5つの主要ステップ
1.ソース材料の加熱
ソース材料は、それが溶融し、蒸発または昇華する点まで加熱される。これは、蒸発ボート、噴出セル、るつぼなどのさまざまなエネルギー源を使用して達成されます。例えば、タングステンやモリブデン製の蒸発ボートは、発熱体や電子ビームを使用して固体材料を蒸発させます。
2.気化と蒸着
蒸気の形になると、原子は移動し、蒸着チャンバー内の視線内にある表面に蒸着する。蒸着には方向性があり、材料は主に一方向から蒸着する。このため、基板表面が粗い場合、"シャドーイング "や "ステップカバレッジ "と呼ばれる不均一な蒸着になることがある。
3.高真空環境
原料の酸化を防ぐため、プロセスは高真空（～10^-6 m.bar）で行われる。また、気化した原子が他のガスと衝突しないようにすることで、不要な反応を引き起こしたり、蒸着層の均一性や厚みに影響を与えたりすることがない。
4.制御と精度
蒸着膜の膜厚と組成は、原料の蒸気圧と基板の温度を調整することにより、精密に制御することができる。この精度は、導電性や耐摩耗性など、特定の特性が要求される用途では極めて重要です。
5.課題と考察
蒸発が劣悪な真空条件や大気圧付近で行われると、蒸着が不均一になり、ぼやけたように見えることがある。さらに、蒸発した原子が異物と衝突して反応し、蒸着層の純度や特性に影響を与えることがあります。
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