熱蒸着は物理蒸着（PVD）技術のひとつで、真空環境で材料を加熱して蒸気を発生させ、その蒸気が基板上に堆積して薄膜を形成する。
この方法の特徴は、シンプルで消費電力が低く、蒸着プロセスが穏やかであることです。
蒸発した粒子のエネルギーは通常0.12eV程度である。
5つの重要ポイントの説明
1.材料の加熱
プロセスは、蒸着する材料を加熱することから始まる。
この加熱は通常、蒸発源の抵抗加熱によって行われる。
材料は気化できる温度に達する必要があります。つまり、材料表面の原子が表面から離れ、蒸気になるのに十分なエネルギーを得るのです。
2.真空環境
熱蒸発は、圧力が10^-5torr以下の真空チャンバー内で行われる。
この低圧は、蒸気粒子の平均自由行程が蒸発源と基板間の距離よりも長くなるようにするため、非常に重要である。
平均自由行程とは、粒子が他の粒子と衝突するまでに移動できる平均距離を指す。
真空中では、こうした衝突が最小限に抑えられるため、蒸気が他の原子と散乱したり反応したりすることなく、基板に向かって一直線に進むことができる。
3.基板への蒸着
材料が気化すると、蒸気の流れが形成され、真空チャンバーを横切って基板に到達する。
基板は、蒸気が接触して凝縮し、薄膜が形成されるような距離に配置される。
蒸発源と基板間の距離は、通常200mmから1mの範囲である。
4.蒸発粒子のエネルギー
このプロセスで蒸発する粒子のエネルギーは約0.12eVで、他のPVD法に比べて比較的低い。
この低エネルギーは、基板や蒸着膜へのダメージを最小限に抑える穏やかな蒸着プロセスとなり、有益である。
5.利点と応用
熱蒸着法は、その簡便さと必要な電力が低いことから好まれている。
実験室でも工業環境でも、薄膜の蒸着に広く使われている。
この技法は汎用性があり、様々な材料に使用することができますが、蒸発しやすく、極端に高い温度を必要としない材料に限定されます。
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