PVD prevleke: termično izhlapevanje in naprševanje

PVD (fizično nanašanje s paro) premazi so pogosto uporabljene tehnike za ustvarjanje tankih filmov in površinskih premazov. Med pogostimi metodami sta termično izhlapevanje in naprševanje dva pomembna PVD postopka. Tukaj je razčlenitev vsakega od njih:

1. Termično izhlapevanje

• Načelo:Material se segreva v vakuumski komori, dokler ne izhlapi ali sublimira. Uparjeni material se nato kondenzira na substrat in tvori tanek film.
• Postopek:
• Izvorni material (kovina, keramika itd.) se segreva, običajno z uporovnim segrevanjem, elektronskim žarkom ali laserjem.
• Ko material doseže točko izhlapevanja, atomi ali molekule zapustijo vir in potujejo skozi vakuum do substrata.
• Izparjeni atomi se kondenzirajo na površini substrata in tvorijo tanko plast.
• Uporaba:
• Pogosto se uporablja za nanašanje kovin, polprevodnikov in izolatorjev.
• Uporaba vključuje optične premaze, dekorativne zaključke in mikroelektroniko.
• Prednosti:
• Visoke stopnje odlaganja.
• Preprosto in stroškovno učinkovito za določene materiale.
• Lahko ustvari zelo čiste filme.
• Slabosti:
• Omejeno na materiale z nizkimi tališčami ali visokimi parnimi tlaki.
• Slaba pokritost stopnic na kompleksnih površinah.
• Manj nadzora nad sestavo filma pri zlitinah.

2. Razprševanje

• Načelo: Ioni iz plazme se pospešijo proti ciljnemu materialu, kar povzroči, da se atomi iz tarče izvržejo (razpršijo), ki se nato odložijo na substrat.
• Postopek:
• V komoro se namesti ciljni material (kovina, zlitina itd.) in uvede se plin (običajno argon).
• Za ustvarjanje plazme se uporabi visoka napetost, ki ionizira plin.
• Pozitivno nabiti ioni iz plazme se pospešijo proti negativno nabiti tarči in fizično izrinejo atome s površine.
• Ti atomi se nato odložijo na substrat in tvorijo tanek film.
• Uporaba:
• Široko se uporablja v proizvodnji polprevodnikov, premazovanju stekla in ustvarjanju premazov, odpornih proti obrabi.
• Idealno za ustvarjanje tankih filmov iz zlitin, keramike ali kompleksnih materialov.
• Prednosti:
• Lahko nanaša široko paleto materialov, vključno s kovinami, zlitinami in oksidi.
• Odlična enakomernost filma in stopničasta pokritost, tudi na kompleksnih oblikah.
• Natančen nadzor nad debelino in sestavo filma.
• Slabosti:
• Počasnejše stopnje nanašanja v primerjavi s termičnim izhlapevanjem.
• Dražje zaradi kompleksnosti opreme in potrebe po večji energiji.

Ključne razlike:

• Vir usedlin:
• Termično izhlapevanje uporablja toploto za izhlapevanje materiala, medtem ko naprševanje uporablja ionsko bombardiranje za fizično odstranjevanje atomov.
• Potrebna energija:
• Termično izhlapevanje običajno zahteva manj energije kot naprševanje, saj temelji na segrevanju in ne na ustvarjanju plazme.
• Materiali:
• Razprševanje se lahko uporablja za nanašanje širšega spektra materialov, vključno s tistimi z visokimi tališčami, ki jih je težko izhlapevati.
• Kakovost filma:
• Razprševanje običajno omogoča boljši nadzor nad debelino, enakomernostjo in sestavo filma.