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在真空度較高的環(huán)境下,通過加熱或高能粒子轟擊的方法使源材料以原子、分子或離子的形式逸出沉積物粒子,并且逸出的粒子在基片上沉積形成薄膜的技術(shù)。.PVD大家族里主要有三位成員:真空蒸發(fā)沉積技術(shù)(蒸鍍);濺射沉積技術(shù);離化PVD技術(shù)。
蒸鍍是在真空環(huán)境下,以各種加熱方式賦予待蒸發(fā)源材料以熱量,使源材料物質(zhì)獲得所需的蒸汽壓而實(shí)現(xiàn)蒸發(fā),所發(fā)射的氣相蒸發(fā)物質(zhì)在具有適當(dāng)溫度的基片上不斷沉積而形成薄膜的沉積技術(shù)。
由于粒子間的碰撞,產(chǎn)生劇烈的氣體電離,使反應(yīng)氣體受到活化。同時(shí)發(fā)生陰極濺射效應(yīng),為沉積薄膜提供了清潔的活性高的表面。因而整個(gè)沉積過程與僅有熱的過程有明顯不同。這兩方面的作用,在進(jìn)步涂層結(jié)協(xié)力,降低沉積溫度,加快反應(yīng)速度諸方面都創(chuàng)造了有利條件。
等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)按等離子體能量源方式劃分,有直流輝光放電、射頻放電和微波等離子體放電等。隨著頻率的增加,等離子體強(qiáng)化CVD過程的作用越明顯,形成化合物的溫度越低。
有時(shí)將此方法用作預(yù)涂層,目的是提高基材的耐久性,減少摩擦并改善熱性能-這意味著人們可以在同一涂層中結(jié)合PVD和CVD層等沉積方法。
在數(shù)學(xué)建模和數(shù)值模擬方面也有大量研究有助于改善此過程,這可能是優(yōu)于其他過程的優(yōu)勢(shì)。這些研究對(duì)改善反應(yīng)堆的特性有很大的影響,從而導(dǎo)致未來的成本降低,以及對(duì)薄膜機(jī)械性能的改善。
由于磁控濺射技術(shù)的發(fā)展將集中在未來對(duì)這些特定反應(yīng)器的改進(jìn)上,因此這項(xiàng)工作已成為主要重點(diǎn)。
濺射(或陰極噴涂)和蒸發(fā)是用于薄膜沉積的常用的PVD方法。
在PVD技術(shù)中,釋放或碰撞的熱物理過程將要沉積的材料(目標(biāo))轉(zhuǎn)化為原子粒子,然后在真空環(huán)境中在氣態(tài)等離子體條件下將原子粒子定向到基材,通過冷凝或化學(xué)反應(yīng)生成物理涂層。投射原子的積累。該技術(shù)的結(jié)果是,要沉積的材料類型具有更高的靈活性,并且可以更好地控制沉積膜的成分。連接到高壓電源和真空室的兩個(gè)電極構(gòu)成了PVD反應(yīng)器。