さまざまな金属蒸着

ナノ構造薄膜は、現代のエレクトロニクスとテクノロジーの限界を押し広げるのに役立ってきた。ナノ構造薄膜は、民生用電子機器から超解像顕微鏡に至るまで、事実上あらゆる市場において主要なデバイスの基礎の一つを形成している。

これらの多様な応用分野のそれぞれは、可能な限り小さなスケールでの絶対的な精度の必要性によって結ばれている。金属薄膜の厚さは、数マイクロメートル（μm）から数分の1ナノメートル（nm）に及ぶこともあり、均一なモルフォロジーと高い安定性の達成に独特のプレッシャーがかかる。薄膜の重要な品質パラメーターは、主に金属蒸着技術に基づいている。

金属蒸着とは？

金属蒸着とは、金属スターター材料を溶媒に溶かすか、真空条件下で蒸発させ、ターゲット基板上に析出させる方法を指します。ここでは、さまざまなタイプの金属析出法を簡単に紹介しますが、真空処理が主に好まれるため、水溶液を用いた析出法には焦点を当てません。

金属蒸着の蒸発法は、高真空または超高真空（HV/UHV）で行われ、蒸気相分子がターゲットまで移動するための自由な平均経路を提供する。真空環境中の汚染ガスは、プロセスの効率を阻害し、薄膜の平坦性に影響を与える分子衝突の一因となる可能性がある。

しかし、薄膜材料が気体環境に入る前に、まず熱源によって蒸発させなければならない。多くの金属蒸着法は、スターター材料のアブレーションに使われる技術によって区別される。いくつか見てみよう。

化学気相成長法 (CVD)

金属蒸着の化学的方法は、化学的方法と混同してはならない。 蒸気 蒸着（CVD）である。前者は水性蒸着の一種であり、後者は今日まで使用されてきた真空工学の最も一般的な形態の一つである。CVDでは、反応ガスの流れの下で基板を加熱し、ターゲット陽極で化学反応を誘発することによって、薄い皮膜が形成される。モリブデン、タンタル、チタンなどの金属蒸着に広く用いられている。

分子線エピタキシー(MBE)

熱金属蒸着の最も進んだ形態のひとつは、分子線エピタキシー（MBE）として知られるもので、半導体製造の重要な中間体であるガリウムのようなスターター金属を徐々に昇華させてエピタキシャル薄膜を形成する比較的低速のプロセスである。多くの金属蒸着とは異なり、MBEは原料を気化させる技術によって区別されるのではなく、蒸着速度が非常に遅いことによって区別される。

電子ビーム蒸着 (EBPVD)

多くの金属蒸着法は、電子ビームの発生と高運動エネルギーへの加速が比較的容易であるため、電子ビームを利用してターゲットアノードを溶融・昇華させる。電子ビーム物理蒸着法(EBPVD)は、上記で概説した基本原理をすべて使用するため、おそらく最も単純な方法である。

簡単に説明するとターゲット陽極に高エネルギーが照射され、気相分子が放出され、直接視線を介してターゲット陽極に移動し、そこで分子が析出して均一な被膜を形成する。

カモノハシ技術による金属蒸着

このほかにも数多くの方法がある。 金属蒸着 と蒸着である。原子層蒸着（ALD）のように、真空条件を必要とするものもある。また、レーザー金属蒸着（LMD）のように真空条件を必要としないものもあります。プラティパステックでは、電子ビーム蒸着と高純度真空環境に依存し、お客様の仕様に沿ったカスタムメイドの薄膜を製造しています。

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