Hva er fysisk dampavsetning?
Fysisk dampavsetning (PVD) er en prosess som brukes til å lage tynne filmer ved å overføre et målmateriale til et underlag. Overføringen oppnås på rent fysiske måter i motsetning til kjemisk dampavsetning, som bruker kjemiske reaksjoner for å lage de tynne filmene. Halvledere, datamaskinbrikker, kompakte plater (CD-er) og digitale video-plater (DVD-er) lages vanligvis av denne prosessen.
Det er tre hovedtyper av fysisk dampavsetning: fordampning, sputtering og casting. Fordampningsteknikker begynner med å plassere målmaterialet i et vakuumkammer, noe som reduserer trykket og øker fordampningshastigheten. Materialet blir deretter oppvarmet til koking, og de gassformige partiklene av målmaterialet kondenserer på overflatene av kammeret, inkludert på underlaget.
De to viktigste oppvarmingsmetodene for fysisk dampavsetning ved fordampning er elektronstråleoppvarming og resistiv oppvarming. Under oppvarming av elektronstråler er en elektronstråle rettet mot et spesifikt område på målmaterialet, noe som får området til å varme opp og fordampe. Denne metoden er god for å kontrollere de spesifikke områdene i målet som skal fordampes. Under resistiv oppvarming blir målmaterialet plassert i en beholder, vanligvis laget av wolfram, og beholderen varmes opp med høy elektrisk strøm. Metoden til oppvarming som brukes under fordampning av fysisk dampavsetning varierer avhengig av målmaterialets natur.
Sputteringsprosesser starter også med målmaterialet i et vakuumkammer, men målet brytes opp av gassplasmaioner i stedet for ved fordampning eller koking. Under prosessen føres en strøm gjennom et gassplasma, noe som forårsaker positive kationer. Disse kationene bombarderer målmaterialet og banker bort små partikler som beveger seg gjennom kammeret og avsettes på underlaget.
I likhet med fordampning, varierer sputtering teknikker i henhold til målmaterialet. Noen vil bruke likestrøm (DC) strømkilder, mens andre vil bruke radiofrekvens (RF) strømkilder. Noen sputteringssystemer benytter også magneter for å rette bevegelsen til ionene, mens andre vil ha en mekanisme for å rotere målmaterialet.
Støping er en annen hovedmetode for fysisk dampdeponering, og den er mest brukt for polymere målmaterialer og til fotolitografi. Under denne prosessen blir målmaterialet oppløst i et løsningsmiddel for å danne en væske som enten sprayes eller spinnes på underlaget. Spinning innebærer å spre væsken på det flate underlaget, som deretter blir spunnet til et jevnt lag er dannet. Når løsningsmidlet fordamper, er den tynne filmen komplett.