
抵抗蒸着真空コーティング装置は、主に真空チャンバーと真空排気システムで構成されます。真空チャンバには、蒸発源(すなわち、蒸発ヒータ)、基板および基板ホルダ、基板ヒータ、および排気システムが含まれる。コーティング材料は真空チャンバー内の蒸発源に配置されます。高真空条件下では、蒸発源が材料を加熱して蒸発させます。蒸気分子の平均自由行程が真空チャンバーの直線寸法を超えると、蒸気の原子や分子は他の分子や原子による衝突や障害を最小限に抑えながら蒸発源の表面から逃げ、基板の表面に直接到達することができます。基板の温度が低いため、蒸気粒子が基板上で凝縮して膜を形成します。
蒸発した分子と基板との密着性を向上させるために、適切な加熱やイオン洗浄によって基板を活性化することができます。真空蒸着では、材料の蒸発、輸送、成膜までの物理的なプロセスは次のとおりです。
(1) 他のエネルギーを熱エネルギーに変換するためにさまざまな方法が使用され、フィルム材料を加熱して蒸発または昇華を引き起こし、その結果、特定のエネルギー(0.1 ~ 0.3 eV)を持った気体粒子(原子、分子、または原子団)が生成されます。
(2)ガス状粒子はフィルム表面を離れ、衝突を最小限に抑えながらかなりの速度で比較的直線的に基板表面に輸送される。
(3) 基板表面に到達したガス粒子は凝縮して核生成し、固相薄膜に成長します。-。
(4) 薄膜を構成する原子が再配列したり、化学結合を形成したりする。
抵抗加熱蒸発は最も単純で最も一般的に使用される加熱方法であり、通常、融点が 1500 度未満の材料のコーティングに適しています。通常、ワイヤーまたはシートの形の高融点金属 (W、Mo、Ti、Ta、窒化ホウ素など) を適切な形状の蒸発源にし、その上にコーティング材料を塗布します。電流のジュール加熱により、コーティング材料が溶解、蒸発、または昇華します。蒸発源の形状としては、主に多条スパイラル、U-、正弦波、薄板、舟形、円錐籠形などがあります。
同時に、この方法では、蒸着源材料に、高い融点、低い飽和蒸気圧、安定した化学的性質(高温でコーティング材料と化学反応しない)、良好な耐熱性、小さな電力密度変化などの特性が求められます。蒸発源に大電流を流してコーティング材料を直接加熱して蒸発させるか、コーティング材料をグラファイトまたは特定の高温耐性金属酸化物(Al₂O₂、BO など)で作られたるつぼに入れて間接的に加熱して蒸発させます。-
抵抗蒸着真空成膜装置成膜には限界がある。高融点金属は蒸気圧が低いため、薄膜を形成することが困難です。一部の元素は電熱線と容易に合金を形成します。また、均一な組成の合金膜を得るのは困難である。しかし、抵抗加熱蒸着は、構造が単純でコストが安く、操作が容易であるため、広く使用されている蒸着方法です。
