Hvad er fysisk dampaflejring?
Fysisk dampaflejring (PVD) er en proces der bruges til at skabe tynde film ved at overføre et målmateriale til et underlag. Overførslen opnås ved rent fysiske midler i modsætning til kemisk dampaflejring, der bruger kemiske reaktioner til at skabe de tynde film. Halvledere, computerchips, cd'er (CD'er) og digitale videodiske (dvd'er) oprettes normalt ved denne proces.
Der er tre hovedtyper af fysisk dampaflejring: fordampning, sputtering og støbning. Fordampningsteknikker begynder med at placere målmaterialet i et vakuumkammer, hvilket reducerer trykket og øger fordampningshastigheden. Materialet opvarmes derefter til kogning, og de gasformige partikler af målmaterialet kondenseres på overfladerne af kammeret, herunder på underlaget.
De to vigtigste opvarmningsmetoder til fysisk dampaflejring ved fordampning er elektronstråleopvarmning og resistiv opvarmning. Under elektronstråleopvarmning er en elektronstråle rettet mod et specifikt område på målmaterialet, hvilket får dette område til at varme og fordampe. Denne metode er god til at kontrollere de specifikke områder af målet, der skal fordampes. Under resistiv opvarmning anbringes målmaterialet i en beholder, normalt lavet af wolfram, og beholderen opvarmes med en høj elektrisk strøm. Fremgangsmåden til opvarmning, der anvendes under fordampning af fysisk dampaflejring, varierer afhængigt af målmaterialets art.
Sputteringsprocesser starter også med målmaterialet i et vakuumkammer, men målet brydes op af gasplasmaioner i stedet for ved fordampning eller kogning. Under processen ledes en strøm gennem et gasplasma, hvilket får positive kationer til at dannes. Disse kationer bombarderer målmaterialet og slår små partikler væk, der bevæger sig gennem kammeret og afsættes på underlaget.
Ligesom fordampning varierer sputterteknikker alt efter målmaterialet. Nogle vil bruge jævnstrømskilder (DC), mens andre vil bruge radiofrekvens (RF) strømkilder. Nogle sputteringssystemer anvender også magneter til at styre bevægelsen af ioner, mens andre vil have en mekanisme til at rotere målmaterialet.
Støbning er en anden hovedmetode til fysisk dampaflejring, og det er mest almindeligt anvendt til polymermålmaterialer og til fotolitografi. Under denne proces opløses målmaterialet i et opløsningsmiddel til dannelse af en væske, der enten sprøjtes eller spindes på underlaget. Spinding involverer spredning af væsken på det flade underlag, som derefter spindes, indtil der dannes et jævnt lag. Når opløsningsmidlet fordamper, er den tynde film færdig.