スパッタリングと熱蒸発の主な違いは、薄膜を成膜するメカニズムと条件にある。熱蒸発法では、材料を気化点まで加熱して蒸発させ、その後基板上に凝縮させる。対照的に、スパッタリングはプラズマ環境を利用して、ターゲット材料から基板上に原子を物理的に放出させる。
熱蒸発：
熱蒸発は、材料を高温に加熱して気化させ、低温の基板上に凝縮させて薄膜を形成するプロセスである。この方法は、抵抗加熱、電子ビーム加熱、レーザー加熱など、さまざまな加熱技術によって実現できる。このプロセスに関わるエネルギーは主に熱であり、蒸発速度は原料の温度に依存する。この方法は融点が低い材料に適しており、一般にコストが低く、操作も簡単である。ただし、熱蒸発では膜の密度が低くなることが多く、るつぼ材料が蒸発した材料を汚染すると不純物が混入する可能性がある。スパッタリング：
- 一方、スパッタリングは、ターゲット材料に高エネルギー粒子（通常はアルゴンなどの不活性ガス）をぶつけるプラズマ放電を伴う。この粒子の衝撃で原子がターゲットから外れ、移動して基板上に堆積する。このプロセスは真空中で行われ、熱蒸発に比べて低温で行われる。スパッタリングはステップカバレッジが良く、凹凸のある表面をより均一にコーティングできる。また、より純度の高い膜を作ることができ、高融点を含むさまざまな材料を成膜することができる。しかし、スパッタリングは一般に成膜速度が低く、操作が複雑でコストがかかる。比較と考察：
- エネルギーと純度： スパッタリングは、より高い運動エネルギーを持つプラズマ環境で作動するため、より純粋で精密な原子レベルの蒸着が可能である。熱蒸着は、より単純ではあるが、るつぼ汚染の可能性があるため、純度の低い膜になる可能性がある。
- 蒸着速度と均一性： 熱蒸着は一般的に蒸着速度が速いが、スパッタリングほど複雑な表面や凹凸のある表面を均一にコーティングできない場合がある。
材料適合性：
熱蒸発は融点の低い材料に適しているが、スパッタリングは高融点材料を含む幅広い材料に対応できる。
