成膜は蒸着と同じですか？薄膜技術の階層を解き明かす

いいえ、成膜と蒸着は同じものではありません。これらは、単一の包括的なプロセスの異なる2つの段階を表しています。成膜は材料が表面に堆積する最終的な結果であり、蒸着は成膜が起こるように材料を蒸気状態にするために使用される特定の技術の1つです。

成膜を全体的な目標、つまり材料の薄膜を基板に塗布することだと考えてください。蒸着は、スパッタリングなどの他の方法と並んで、その目標を達成するために使用できるツールまたは技術の1つにすぎません。

成膜とは？最終目標

成膜とは、気体または蒸気状態の材料が固体状態に変化し、表面（基板として知られる）に薄く安定した膜を形成するプロセスです。これは根本的に相変化です。

成膜の主な目的は、高度に制御された材料層を作成することです。これらの薄膜は、半導体、光学レンズ、ミラー、その他数え切れないほどの先進技術の製造において重要なコンポーネントです。

ほとんどすべての成膜技術は、物理蒸着（PVD）と化学蒸着（CVD）の2つのファミリーのいずれかに分類されます。この区別は、材料が基板に着陸する前にどのように準備されるかに基づいています。

蒸着は、物理蒸着（PVD）ファミリーにおける基礎的な技術です。これは、最終的に成膜される蒸気を生成するための方法です。

このプロセスでは、ソース材料（アルミニウムや金など）が高真空チャンバー内で加熱されます。熱により材料が沸騰または昇華し、直接気体になります。この蒸気は真空を通過し、より冷たい基板上で凝縮し、目的の固体膜を形成します。

熱蒸着は、その速度とシンプルさからしばしば選択されます。鏡の反射防止コーティング、プラスチックの金属化、単純な電子デバイスの電気接点の形成に広く使用されています。

スパッタリングも一般的なPVD法です。熱の代わりに、高エネルギーイオンを使用してソース材料でできたターゲットを衝撃します。この衝撃により原子が物理的に剥がれ落ち、それが移動して基板上に堆積します。

参照資料が示すように、スパッタリングは蒸着よりも遅いことがよくあります。しかし、より優れた密着性と密度の膜を生成することができます。どちらを選択するかは、最終的な膜に必要な特性に完全に依存します。

蒸着のようなPVD法とCVDを区別することが重要です。CVDでは、前駆体ガスがチャンバーに導入され、加熱された基板表面で直接化学反応を起こします。この反応が、単純な凝縮ではなく、固体膜を形成します。

これらのプロセスについて正確に話すためには、適切な文脈で適切な用語を使用することが重要です。

成膜を目標とし、蒸着をその手法の一つとするこの階層を理解することで、薄膜技術の全体像が明確になります。

概念	薄膜プロセスにおける役割	主な特徴
成膜	全体的な目標	蒸気が基板上で固体膜に変化する相変化。
蒸着	特定の技術（PVD）	真空中で熱を使用して成膜用の材料蒸気を生成する。
スパッタリング	代替技術（PVD）	イオン衝撃を使用して蒸気を生成し、多くの場合、より優れた膜の密着性を実現する。