PVD premazi: Termičko isparavanje i raspršivanje

PVD (fizičko taloženje iz parne faze) premazi su široko korištene tehnike za stvaranje tankih filmova i površinskih premaza. Među uobičajenim metodama, termičko isparavanje i raspršivanje su dva važna PVD procesa. Evo detaljnog pregleda svakog od njih:

1. Termičko isparavanje

• Princip:Materijal se zagrijava u vakuumskoj komori dok ne ispari ili sublimira. Ispareni materijal se zatim kondenzuje na podlogu i formira tanki film.
• Proces:
• Izvorni materijal (metal, keramika itd.) se zagrijava, obično korištenjem otpornog zagrijavanja, elektronskog snopa ili lasera.
• Kada materijal dostigne tačku isparavanja, atomi ili molekuli napuštaju izvor i putuju kroz vakuum do supstrata.
• Ispareni atomi se kondenzuju na površini supstrata, formirajući tanki sloj.
• Primjene:
• Često se koristi za taloženje metala, poluprovodnika i izolatora.
• Primjene uključuju optičke premaze, dekorativne završne obrade i mikroelektroniku.
• Prednosti:
• Visoke stope taloženja.
• Jednostavno i isplativo za određene materijale.
• Može proizvesti visoko čiste filmove.
• Nedostaci:
• Ograničeno na materijale sa niskim tačkama topljenja ili visokim pritiskom pare.
• Slaba pokrivenost stepenica na složenim površinama.
• Manja kontrola nad sastavom filma za legure.

2. Raspršivanje

• Princip: Ioni iz plazme se ubrzavaju prema meti, uzrokujući izbacivanje (raspršivanje) atoma iz mete, koji se zatim talože na podlozi.
• Proces:
• Ciljni materijal (metal, legura itd.) se stavlja u komoru i uvodi se plin (obično argon).
• Visoki napon se primjenjuje za stvaranje plazme, koja ionizira plin.
• Pozitivno nabijeni ioni iz plazme se ubrzavaju prema negativno nabijenoj meti, fizički uklanjajući atome s površine.
• Ovi atomi se zatim talože na podlogu, formirajući tanki film.
• Primjene:
• Široko se koristi u proizvodnji poluprovodnika, premazivanju stakla i stvaranju premaza otpornih na habanje.
• Idealno za stvaranje legura, keramike ili složenih tankih filmova.
• Prednosti:
• Može taložiti širok spektar materijala, uključujući metale, legure i okside.
• Odlična ujednačenost filma i stepenasta pokrivenost, čak i na složenim oblicima.
• Precizna kontrola nad debljinom i sastavom filma.
• Nedostaci:
• Sporije brzine taloženja u poređenju sa termičkim isparavanjem.
• Skuplje zbog složenosti opreme i potrebe za većom energijom.

Ključne razlike:

• Izvor taloženja:
• Termičko isparavanje koristi toplotu za isparavanje materijala, dok raspršivanje koristi bombardovanje jonima za fizičko uklanjanje atoma.
• Potrebna energija:
• Termičko isparavanje obično zahtijeva manje energije nego raspršivanje jer se oslanja na zagrijavanje, a ne na generiranje plazme.
• Materijali:
• Raspršivanje se može koristiti za nanošenje šireg spektra materijala, uključujući i one s visokim tačkama topljenja, koje je teško ispariti.
• Kvalitet filma:
• Raspršivanje uglavnom pruža bolju kontrolu nad debljinom filma, ujednačenošću i sastavom.