抵抗加熱による蒸発は、様々な材料から薄膜を作成するために使用されるプロセスである。この方法では、真空環境で固体材料を蒸発するまで加熱し、その後基板上に凝縮させます。
抵抗加熱による蒸発について知っておくべき5つのポイント
1.材料の選択
蒸発のために選択される材料は、意図される用途によって異なる。基本的な実験室規模のプロセスでは、金やアルミニウムのような金属が一般的に使用される。分子線エピタキシーなど、より複雑な用途では、精密な蒸発を必要とする材料が選択され、多くの場合、窒化ホウ素(BN)のような受動材料でできたルツボに収容されます。
2.加熱メカニズム
加熱は、抵抗素子に高電流を流すことで達成される。これは、フィラメント、タングステンやタンタルのシート、またはタングステンやモリブデンのような耐火性金属でできた金属ボートである。抵抗体は電気エネルギーを熱に変換し、材料を蒸発点まで加熱する。
3.真空環境
蒸発した材料が空気や他のガスと反応するのを防ぐため、プロセスは真空チャンバー内で行われる。真空にすることで、材料の蒸気圧が環境圧力を上回り、蒸発が促進される。
4.蒸発と凝縮
材料が蒸発温度に達すると、蒸気に変わり、真空を通って基板に移動し、そこで凝縮して薄膜を形成する。この薄膜が蒸発プロセスの最終生成物であり、建築用ガラスのコーティングから半導体製造まで、さまざまな用途に使用される。
5.間接加熱
直接高温に弱い材料には、間接加熱法が採用される。アルミナ、酸化イットリウム、ジルコニアなどの耐熱性材料でできたルツボに材料を入れる。その後、ヒーターでるつぼを加熱し、内部の材料を蒸発させる。
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