通过蒸发和溅射进行物理气相沉积(PVD)是在基底上沉积薄膜的两种常用方法。蒸发是指在真空中将涂层材料加热到沸点,使其汽化,然后凝结在基底上。而溅射则是使用高能粒子轰击目标材料,使原子或分子喷射出来并沉积到基底上。
蒸发:
在蒸发过程中,待镀膜材料通常在真空室中被加热至高温,直至达到沸点并变成蒸汽。然后,蒸汽穿过真空,在基底较冷的表面凝结,形成薄膜。加热可通过电阻加热或电子束加热等各种方法实现。蒸发法的优点是操作简单,能够沉积高纯度的材料。不过,它可能不适合沉积多组分薄膜或高熔点薄膜。溅射:
溅射是利用等离子体放电将原子从目标材料中喷射出来。在低压环境中,高能离子(通常为氩离子)对目标材料(即待沉积材料)进行轰击。这些离子的撞击导致原子从靶材中喷射出来,随后沉积到基底上。溅射可采用不同的技术,如二极管溅射、磁控溅射和离子束溅射。溅射技术的优点在于它在沉积各种材料(包括合金和化合物)方面的多功能性,以及通过调整工艺参数来控制薄膜特性的能力。不过,与蒸发系统相比,溅射系统通常更为复杂,所需的初始投资也更高。