物理气相沉积(PVD)是一种多功能技术,通过汽化目标材料并将其冷凝到基底上,从而沉积出薄膜和涂层。
PVD 工艺的主要类型包括溅射、热蒸发和电子束蒸发。
1.溅射
溅射是在目标材料和基底之间的高压下产生等离子体的过程。
等离子体离子与目标材料相互作用,使原子喷射或 "溅射 "到基底上,形成薄膜。
这种方法包括各种技术,如离子束辅助沉积、反应溅射和磁控溅射。
其中,磁控溅射利用磁场来提高等离子体密度,从而提高沉积速率并改善薄膜质量。
2.热蒸发
热蒸发是利用电流加热目标材料,直至其熔化并蒸发成气态。
气相随后在沉积室的真空中流动,并在基底上凝结,形成薄膜。
这种方法简单明了,可用于多种材料,但对于没有额外加热机制的高熔点材料,其效率可能不高。
3.电子束蒸发(e-beam evaporation)
电子束蒸发(e-beam evaporation)使用聚焦电子束加热和汽化目标材料。
这种方法可以输入更高的能量,因此适用于熔点较高的材料。
该工艺可控且精确,可沉积厚度控制良好的高纯度薄膜。
4.阴极电弧沉积
其他不太常见的 PVD 技术包括阴极电弧沉积,它使用高电流电弧从阴极蒸发材料。
5.激光烧蚀
激光烧蚀是另一种使用高功率激光脉冲从目标蒸发材料的技术。
上述每种 PVD 方法都具有特定的优势,并根据所需的薄膜特性(如厚度、纯度、微观结构和沉积速率)进行选择。
选择还取决于具体应用,是用于涂层、表面处理还是半导体制造。
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