薄膜蒸着は、エレクトロニクス、光学、センシングを含む様々な産業において重要なプロセスである。
これは、基板上に材料の薄い層を形成することを含む。
このプロセスは、化学的手法と物理的手法に大別される。
薄膜形成に使われる7つの方法
化学蒸着法
1.電気めっき
電解メッキは、電解プロセスを通じて基材上に金属皮膜を電着させる。
基板は、析出させる金属を含む電解質溶液中で陰極として機能する。
2.ゾル-ゲル
ゾル-ゲル法は、固体材料を析出させる前駆体として作用する化学溶液を使用する。
溶液はゲル状の物質に変化してから硬化し、薄膜に変換される。
3.ディップコーティング
ディップ・コーティングでは、蒸着する材料を含む溶液に基板を浸す。
その後、基板をゆっくりと引き抜き、余分な溶液を排出させ、基板上に薄膜を残す。
4.スピンコート
スピンコーティングでは、材料を含む溶液を基板の中央に塗布する。
その後、基板を急速に回転させ、溶液を表面全体に均一に広げ、溶媒が蒸発するにつれて薄膜を形成する。
5.化学気相成長法（CVD）
化学気相成長法では、気体化合物を反応させて基板上に固体膜を堆積させる。
気体は基板表面で反応し、目的の膜を形成する。
6.プラズマエンハンストCVD (PECVD)
プラズマエンハンストCVDはCVDに似ているが、化学反応を促進するためにプラズマを使用する。
これにより、成膜温度を下げ、膜の特性をよりよく制御することができる。
7.原子層蒸着 (ALD)
原子層蒸着は、ガス状の前駆体が基板表面と反応する逐次的な自己制限プロセスである。
これにより、一度に1原子層ずつ薄膜が形成される。
物理蒸着法
1.物理蒸着法（PVD）
物理蒸着法には、スパッタリングや蒸着などの方法がある。
蒸着する材料は真空中で気化し、基板上で凝縮する。
2.スパッタリング
スパッタリングは、真空中で高エネルギー粒子（通常はイオン）による砲撃によって、固体のターゲット材料から原子を放出させる。
これらの原子は基板上に堆積する。
3.蒸発
蒸発は、蒸着させる物質を蒸発するまで加熱する。
その後、基板上に凝縮する。この目的のために、電子ビーム蒸発などの技術が使用される。
これらの方法にはそれぞれ利点と限界がある。
どの技法を選択するかは、希望する膜特性、基板の種類、プロセスの制約など、アプリケーションの具体的な要件によって決まる。
微細構造、表面形態、電気伝導性、光学特性などの特性を最適化するために技術が選択されます。
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