Co to jest fizyczne osadzanie z fazy gazowej?
Fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) jest procesem stosowanym do tworzenia cienkich warstw przez przeniesienie materiału docelowego na podłoże. Przenoszenie odbywa się za pomocą środków czysto fizycznych, w przeciwieństwie do chemicznego osadzania z fazy gazowej, który wykorzystuje reakcje chemiczne do utworzenia cienkich warstw. Półprzewodniki, układy komputerowe, dyski kompaktowe (CD) i cyfrowe dyski wideo (DVD) są zwykle tworzone przez ten proces.
Istnieją trzy główne rodzaje fizycznego osadzania z fazy gazowej: odparowywanie, rozpylanie i odlewanie. Techniki parowania rozpoczynają się od umieszczenia docelowego materiału w komorze próżniowej, co zmniejsza ciśnienie i zwiększa szybkość parowania. Materiał jest następnie podgrzewany do wrzenia, a gazowe cząstki docelowego materiału kondensują na powierzchni komory, w tym na podłożu.
Dwie główne metody podgrzewania fizycznego osadzania par przez odparowanie to ogrzewanie wiązką elektronów i ogrzewanie oporowe. Podczas podgrzewania wiązki elektronów wiązka elektronów jest kierowana na określony obszar na materiale docelowym, powodując, że obszar ten nagrzewa się i odparowuje. Ta metoda jest dobra do kontrolowania określonych obszarów celu, które mają zostać odparowane. Podczas podgrzewania rezystancyjnego materiał docelowy umieszcza się w pojemniku, zwykle wykonanym z wolframu, a pojemnik ogrzewa się wysokim prądem elektrycznym. Metoda podgrzewania stosowana podczas parowania fizycznego osadzania z fazy gazowej zmienia się w zależności od charakteru materiału docelowego.
Procesy rozpylania rozpoczynają się również od materiału docelowego w komorze próżniowej, ale cel jest rozkładany raczej przez jony plazmy gazowej niż przez odparowanie lub gotowanie. Podczas procesu prąd przepływa przez plazmę gazową, powodując tworzenie się dodatnich kationów. Te kationy bombardują docelowy materiał i odrzucają małe cząsteczki, które przemieszczają się przez komorę i osadzają się na podłożu.
Podobnie jak parowanie, techniki rozpylania różnią się w zależności od materiału docelowego. Niektóre wykorzystają źródła prądu stałego, podczas gdy inne wykorzystają źródła częstotliwości radiowej. Niektóre systemy rozpylania wykorzystują również magnesy do kierowania ruchem jonów, podczas gdy inne będą miały mechanizm do obracania materiału docelowego.
Odlewanie to kolejna główna metoda fizycznego osadzania z fazy gazowej i jest najczęściej stosowana w polimerowych materiałach docelowych i do fotolitografii. Podczas tego procesu docelowy materiał rozpuszcza się w rozpuszczalniku, tworząc ciecz, która jest rozpylana lub wirowana na podłożu. Wirowanie polega na rozprowadzaniu cieczy na płaskim podłożu, które następnie wiruje się, aż powstanie równa warstwa. Po odparowaniu rozpuszczalnika cienki film jest gotowy.