沉积是物理过程吗？了解 Pvd 和 Cvd 之间的主要区别

是的，沉积通常是一个物理过程，归类于物理气相沉积 (PVD) 的总称之下。在这些技术中，固体或液体源材料被转化为蒸汽，通过真空或低压环境传输，然后冷凝到基底上形成薄膜。整个过程依赖于动量传递或蒸发等物理机制，而非化学反应。

薄膜技术的核心区别在于物理气相沉积 (PVD)（它将材料从源头物理传输到基底）和化学气相沉积 (CVD)（它利用化学反应从前体气体中生长薄膜）。理解这一区别是选择正确制造工艺的关键。

什么是物理沉积 (PVD)？

物理气相沉积包括一系列过程，其中沉积的材料与源材料相同，只是从一个地方移动到另一个地方。

PVD 的核心是一个视线过程。材料从源头（称为靶材）喷射出来，沿直线传播，直到撞击基底，在那里冷凝并逐层形成薄膜。

此过程在真空室中进行，以确保汽化的原子不会与空气分子碰撞，从而使其能够自由地到达目的地。

溅射是最常见和最通用的 PVD 技术之一。它通过用高能离子（通常来自氩气等惰性气体）轰击固体靶材来工作。

这种轰击就像一个亚原子喷砂器，物理地将原子从靶材上敲落。这些被喷射出的原子随后穿过腔室并沉积到基底上。

正如参考资料所述，溅射是一个复杂的过程，具有许多参数，但这种复杂性提供了对最终薄膜性能（例如其密度和晶体结构）的高度控制。

另一种主要的 PVD 方法是热蒸发。在此技术中，源材料在真空中加热，直到它蒸发或升华。

由此产生的蒸汽随后上升，穿过腔室，并在较冷的基底上冷凝，形成所需的薄膜。这在概念上比溅射更简单，但对薄膜微观结构的控制较少。

要完全理解 PVD，必须将其与化学对应物 CVD 进行对比。

在 CVD 中，一种或多种挥发性前体气体被引入反应室。这些气体本身并非最终的薄膜材料。

相反，它们在加热的基底表面上反应或分解，以产生所需的固体薄膜。然后将不需要的副产物泵出。

根本区别在于反应与传输。PVD 移动现有材料；CVD 在表面上创建新材料。

因为 CVD 依赖于可以围绕物体流动的气体，所以它不是一个视线过程。这使其在均匀涂覆复杂的三维形状方面具有显著优势。

在 PVD 和 CVD 之间进行选择完全取决于应用、所涉及的材料和所需的结果。

PVD 通常用于沉积各种材料，包括金属、合金和某些难以通过化学反应形成的陶瓷。

它通常在比 CVD 更低的温度下运行，使其适用于涂覆对热敏感的基底，如塑料。它是制造极纯金属薄膜的首选。

CVD 擅长创建高度共形的涂层，可以覆盖复杂的几何形状和尖角而不会变薄。它常用于生产非常坚硬、耐用的陶瓷涂层（如氮化钛），并且是半导体制造中的基础工艺。

权衡是需要高温和处理前体气体，这些气体可能是有毒、腐蚀性或自燃的。

您的选择取决于平衡薄膜的性能与基底的限制和零件的复杂性。

最终，物理沉积和化学沉积都是用于工程具有特定性能的表面的强大工具。