蒸発材料は、蒸発のプロセスを通じて表面に薄膜やコーティングを形成するために使用される物質である。
これらの材料は、気化し始めるまで高温に加熱される。
真空環境下において、気化した物質は直接、コーティングの対象となる物体（通常は基板）の表面に向かう。
そこで気化した材料は凝縮を始め、基板上に薄い膜を形成する。
蒸着に使われる材料とは？知っておくべき7つのポイント
1.使用される材料の種類
蒸着に使用される材料は、純金属から、アンチモン化物、ヒ素化物、ホウ化物、炭化物、フッ化物、窒化物、酸化物、セレン化物、ケイ化物、硫化物、テルル化物などの様々な化合物まで多岐にわたる。
例えば、光学コーティングによく使われる金や、太陽電池やセンサーの製造に欠かせない様々な酸化物や窒化物が挙げられる。
2.純度レベル
蒸着材料の純度レベルは非常に重要であり、通常、用途に応じて99.9%から99.99999%の範囲にある。
特に光学部品や医療機器のような繊細な用途では、コーティングの完全性と性能を確保するために高純度が不可欠です。
3.蒸着材料の形状
蒸発材料には、チャンク、フォイル、ペレット、ワイヤー、ロッド、ショット、スラグなど様々な形状がある。
形状の選択は、特定の蒸発技術や、蒸発プロセス中の取り扱いやすさ、加熱のしやすさによって決まる。
4.熱蒸発技術
熱蒸発にはいくつかの技法が用いられる：
- 抵抗加熱蒸発： 抵抗加熱るつぼの中で材料を加熱し、蒸気を基板上に凝縮させる。
- 電子ビーム蒸発： 電子ビームを材料に当て、急速に加熱して蒸発させる。
- フラッシュ蒸発： 大電流パルスまたは高熱源を用いて、材料を蒸発温度まで急速に加熱する。
- 誘導加熱蒸発： 誘導加熱により原料に電流を誘導し、加熱・蒸発させる。
5.蒸発源
蒸発源には、蒸発ボート、噴出セル、るつぼなどがある。
蒸発ボートは通常、タングステンまたはモリブデン製で、発熱体または電子ビームを使用して固体物質を蒸発させるために使用される。
エフュージョンセルは、液体または気体の物質を高温に加熱して気化させるために使用される。
るつぼは、発熱体または電子ビームを使用して気化させる固体物質を保持するために使用される。
6.蒸着室
蒸着チャンバーには、単純な金属ボートやタングステンやモリブデン製の耐火ワイヤーヒーターなど、さまざまな蒸発源が装備されている。
精密な蒸発プロセスには、窒化ホウ素のような受動材料でできたルツボと外部ヒーターを備えた、より複雑なエフュージョンセルが使用される。
このようなセルは分子線エピタキシーで一般的に採用され、材料の精密かつ制御された蒸着を保証する。
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