什么是溅射与蒸发 Pvd？解释薄膜沉积的主要区别

溅射和蒸发是在基底上沉积薄膜的两种主要物理气相沉积（PVD）技术。溅射是指在等离子环境中用高能离子轰击目标材料，使原子喷射出来并沉积到基底上。这种方法具有高纯度、精确控制和出色的附着力。相比之下，蒸发法利用热能使源材料气化，然后凝结在基底上。虽然蒸发法更简单，沉积率高，但往往缺乏溅射法的均匀性和材料多样性。这两种方法都有明显的优势和局限性，因此适用于电子、光学和涂层等行业的不同应用。

要点说明：

沉积机制:
- 溅射:发生在等离子环境中，高能离子轰击目标材料，喷射出原子沉积到基底上。这一过程受到高度控制，可实现原子级的精确薄膜沉积。
- 蒸发:依靠热能使源材料气化，然后凝结在基底上。与溅射法相比，这种方法更简单，但精度较低。
沉积环境:
- 溅射:在等离子体环境中进行，通常被称为 "自然界的第四态"，其特点是高温和高动能。这能产生更纯净、更精确的薄膜。
- 蒸发:采用传统的加热方法，复杂性较低，但也无法达到相同的纯度和精度。
材料兼容性和多功能性:
- 溅射:在材料兼容性方面具有更大的通用性，可沉积多种材料，包括金属、合金和化合物。它还能通过调制实现更多的色彩多样性。
- 蒸发:虽然适用于多种材料，但通常仅限于较简单的应用，而且通常需要额外的工艺，如喷漆，才能获得所需的颜色。
沉积率和均匀性:
- 溅射:与蒸发法相比，除纯金属外，一般沉积率较低。不过，它能提供更好的薄膜均匀性和更小的晶粒尺寸，从而产生更均匀和高质量的薄膜。
- 蒸发:与掩膜或行星系统一起使用时，可提供较高的沉积率和出色的均匀性。但是，如果没有这些辅助工具，均匀性可能会很差。
附着力和薄膜质量:
- 溅射:产生的薄膜具有更好的附着力和更高的沉积物能量，从而使薄膜的质量和耐用性更上一层楼。
- 蒸发:薄膜的附着力往往较低，更容易出现吸收气体等问题，从而影响薄膜质量。
系统复杂性和成本:
- 溅射:由于需要等离子环境和精确的控制机制，因此更为复杂和昂贵。
- 蒸发:更简单、成本更低，因此更容易用于基本应用，但不太适合高级、高精度任务。
应用:
- 溅射:适用于要求高精度、高纯度和高耐用性的应用，如电子和光学行业。
- 蒸发:适用于较简单的应用，在这些应用中，高沉积率和成本效益优先于精度和薄膜质量。

通过了解这些关键差异，设备和耗材采购人员可根据其应用的具体要求做出明智的决定，确保实现最佳性能和成本效益。

汇总表：

特征	溅射	蒸发
机理	高能离子在等离子环境中轰击目标。	热能使源材料汽化。
沉积环境	等离子环境（高纯度、精确控制）。	传统加热（更简单，精度较低）。
材料多样性	高；与金属、合金和化合物兼容。	有限；适合较简单的应用。
沉积率	较低，纯金属除外。	沉积率高。
均匀性	薄膜均匀性更好，颗粒尺寸更小。	与掩膜或行星系统配合使用效果较好；不与掩膜或行星系统配合使用效果较差。
附着力和质量	卓越的附着力和薄膜质量。	附着力较低；容易产生吸收气体问题。
系统复杂性	更复杂、更昂贵。	更简单、更具成本效益。
应用	电子、光学（高精度、高纯度、高耐用性）。	更简单的应用（高沉积率、成本效益）。