PVD vs CVD

For at diskutere forskellene mellem de kemiske og fysiske dampaflejringsprocesser skal vi beskrive dem.

Kemisk dampaflejring (CVD) - En forstadie indføres i et reaktionskammer og styres af balancerede strømregulatorer og kontrolventiler. Forstadiemolekyler, der passerer af substratet, trækkes ind i grænselaget og deponeres på overfladen af ​​substratet.

Fysisk dampaflejring (PVD) består af forskellige metoder, såsom fordampning, forstøvning og molekylærstråle epitaxy (MBE).

Fordampning: Materialet opvarmes til en gasfase, hvor den derefter diffunderes gennem et vakuum til substratet.

Sputtering: Plasma genereres først; denne plasma indeholder argonioner og elektroner. Dernæst udstødes atomer fra målet efter at være ramt af argonioner. Atomerne fra målet rejser så gennem plasmaet og danner et lag på substratet.

Molekylærstråle-epitakse: Underlaget rengøres og lægges i et kammer, som evakueres og opvarmes for at drive overfladens forurenende stoffer og for at rukke overfladen af ​​substratet. De molekylære stråler udsender en lille mængde af kildemateriale gennem en lukker, som derefter samler på substratet.

Fordele og ulemper  

Afhængigt af applikationen er der gode argumenter for brugen af ​​en eller anden proces (PVD eller CVD). En grund til at anvende en fysisk dampaflejringsproces (såsom forstøvning) i stedet for kemisk dampaflejring er temperaturbehovet. CVD-processer kører ved meget højere temperaturer end PVD-processer, normalt mellem 300 ° C og 900 ° C. Denne varme leveres af en ovn, RF-spole eller laser, men det opvarmer altid underlaget. Underlag, som ikke kan tolerere denne temperatur, skal have tynde film i stedet for den fysiske form af dampaflejring. Fordelen ved substrattemperaturen i nogle CVD-processer er, at der er mindre affaldsmængder, især i koldvandsreaktorer, fordi kun de opvarmede overflader er belagt. Ved anvendelse af et laservarmesystem bliver den kemiske dampaflejringsproces selektiv til laserens bane; dette er en klar fordel i forhold til fysiske dampaflejringsmetoder såsom sputtering. Molekylærbundsepitakse (PVD-proces) har en klar fordel af atomstyringskontrol af kemisk sammensætning, filmtykkelse og overgangsskarphed. Denne proces er forholdsvis dyrere, men er den ekstra omkostning værd for applikationer, som kræver højere præcision. Sputtering (PVD-proces) kræver ikke brug af specialiserede precursormaterialer som anvendt i CVD. Sputtering har et bredere udvalg af materialer, der er let tilgængelige til deponering. En anden fordel ved fysisk dampaflejring over kemisk dampaflejring er sikkerhedsproblemet ved de materialer, der anvendes til kemisk dampaflejring. Det er kendt, at nogle forstadier og nogle biprodukter er giftige, pyroforiske eller ætsende. Dette kan medføre problemer med materialhåndtering og opbevaring. Der er applikationer, der kunne bruge enten depositionsmetode med succes. En erfaren ingeniør kan dog nemt anbefale kemisk eller fysisk dampaflejring til et job baseret på kriterier som omkostninger, filmtykkelse, tilgængelighed af kildematerialer og kompositkontrol.