PVD-beläggningar (fysisk ångdeponering) är en allmänt använda teknik för att skapa tunna filmer och ytbeläggningar. Bland de vanliga metoderna är termisk avdunstning och sputtering två viktiga PVD-processer. Här är en sammanfattning av varje:
1. Termisk avdunstning
- Princip:Materialet värms upp i en vakuumkammare tills det avdunstar eller sublimerar. Det förångade materialet kondenserar sedan på ett substrat och bildar en tunn film.
- Behandla:
- Ett källmaterial (metall, keramik etc.) värms upp, vanligtvis med hjälp av resistiv uppvärmning, elektronstråle eller laser.
- När materialet når sin avdunstningspunkt lämnar atomer eller molekyler källan och färdas genom vakuumet till substratet.
- De avdunstade atomerna kondenserar på substratets yta och bildar ett tunt lager.
- Användningsområden:
- Vanligtvis används för att avsätta metaller, halvledare och isolatorer.
- Användningsområden inkluderar optiska beläggningar, dekorativa ytbehandlingar och mikroelektronik.
- Fördelar:
- Höga depositionshastigheter.
- Enkelt och kostnadseffektivt för vissa material.
- Kan producera mycket rena filmer.
- Nackdelar:
- Begränsad till material med låga smältpunkter eller höga ångtryck.
- Dålig stegtäckning över komplexa ytor.
- Mindre kontroll över filmkompositionen för legeringar.
2. Sputtring
- Princip: Joner från ett plasma accelereras mot ett målmaterial, vilket gör att atomer stöts ut (sputtras) från målet, vilka sedan avsätts på substratet.
- Behandla:
- Ett målmaterial (metall, legering etc.) placeras i kammaren och en gas (vanligtvis argon) introduceras.
- En hög spänning appliceras för att skapa ett plasma, som joniserar gasen.
- De positivt laddade jonerna från plasmat accelereras mot det negativt laddade målet, vilket fysiskt lossnar atomer från ytan.
- Dessa atomer avsätts sedan på substratet och bildar en tunn film.
- Användningsområden:
- Används ofta inom halvledartillverkning, beläggning av glas och skapande av slitstarka beläggningar.
- Idealisk för att skapa legeringar, keramik eller komplexa tunna filmer.
- Fördelar:
- Kan avsätta en mängd olika material, inklusive metaller, legeringar och oxider.
- Utmärkt filmjämnhet och stegtäckning, även på komplexa former.
- Exakt kontroll över filmtjocklek och sammansättning.
- Nackdelar:
- Långsammare avsättningshastigheter jämfört med termisk avdunstning.
- Dyrare på grund av utrustningens komplexitet och behovet av högre energi.
Viktiga skillnader:
- Källa till deposition:
- Termisk avdunstning använder värme för att avdunsta material, medan sputtering använder jonbombardemang för att fysiskt lossa atomer.
- Energibehov:
- Termisk avdunstning kräver vanligtvis mindre energi än sputtering eftersom den förlitar sig på uppvärmning snarare än plasmagenerering.
- Material:
- Sputtering kan användas för att avsätta ett bredare spektrum av material, inklusive de med höga smältpunkter, som är svåra att avdunsta.
- Filmkvalitet:
- Sputtering ger generellt bättre kontroll över filmtjocklek, enhetlighet och sammansättning.
Publiceringstid: 27 sep-2024