蒸着法とは、固体表面に物質の薄い層や厚い層を形成するための技術である。
コーティングとして知られるこれらの層は、用途に応じて基材表面の特性を大きく変えることができる。
これらの層の厚さは、使用される方法と材料によって、原子1個分（ナノメートル）から数ミリメートルの範囲に及ぶ。
成膜方法は、物理的成膜と化学的成膜の2種類に大別される。
10の主なテクニックを解説
1.物理的蒸着法
これらの方法は化学反応を伴わず、主に熱力学的または機械的プロセスに依存して薄膜を生成する。
正確な結果を得るためには、一般的に低圧環境を必要とする。
物理蒸着法の例
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蒸発法：
- 真空熱蒸着： 真空中で材料を蒸発点まで加熱する。
- 電子ビーム蒸発法： 電子ビームを使用して材料を加熱する。
- レーザービーム蒸発： レーザーで材料を蒸発させる。
- アーク蒸発： 電気アークを使用して材料を蒸発させる。
- 分子線エピタキシー： 原子の単層を蒸着する精密な方法。
- イオンプレーティング蒸発法： 蒸発とイオン照射を組み合わせ、密着性と密度を高める。
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スパッタリング技術
- 直流スパッタリング： 直流電流を用いてターゲット材料から原子をたたき出す。
- 高周波スパッタリング： 高周波を使用してガスをイオン化し、ターゲット材料をスパッタリングする。
2.化学蒸着法
化学反応を利用し、基板上に材料を蒸着させる方法。
例えば、以下のようなものがある：
- ゾル・ゲル法： 化学溶液から無機ネットワークを形成する。
- 化学浴蒸着法： 化学溶液浴から材料を蒸着させる。
- スプレー熱分解： 加熱すると分解する溶液を噴霧する。
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メッキ：
- 電気メッキ蒸着： 電流を利用して金属の薄層を析出させる。
- 無電解析出： 電流を使わずに化学的に還元する。
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化学蒸着（CVD）：
- 低圧CVD： 膜の均一性を高めるために減圧で行う。
- プラズマエンハンストCVD： 化学反応速度を高めるためにプラズマを使用する。
- 原子層堆積法（ALD）： 材料の単層膜を堆積させる自己制限プロセス。
3.ハイブリッド真空蒸着プロセス
金属のスパッタ蒸着と炭素のプラズマエンハンストCVDなど、2つ以上の蒸着技術を組み合わせて、特定の特性を持つ複雑な皮膜を形成するプロセス。
4.真空蒸着装置
蒸着プロセスで使用される装置には、蒸着チャンバー、コーティングされる部品を保持するための固定具、チャンバーからガスや蒸気を除去するための真空排気システムが含まれる。
蒸着源は、イオンビーム蒸着源、マグネトロンスパッタリングカソード、熱または電子ビーム蒸着源など、材料や所望の膜特性に応じてさまざまなタイプが使用される。
要約すると、成膜法の選択は、所望の膜の機能、膜厚、純度、微細構造、必要な成膜速度など、いくつかの要因に依存する。
それぞれの方法には特有の用途と利点があり、幅広い技術的・産業的ニーズに適しています。
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