Die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) umfasst mehrere Schlüsselprozesse, die zusammenwirken, um hochwertige dünne Schichten zu erzeugen.
Welches sind die vier PVD-Verfahren?
1. Verdampfung
Die Verdampfung ist der erste Schritt im PVD-Prozess.
Dabei wird eine hochenergetische Quelle, z. B. ein Elektronen- oder Ionenstrahl, verwendet, um ein Target zu beschießen.
Durch diesen Beschuss werden Atome von der Oberfläche des Targets abgelöst und verdampft".
Das verdampfte Material ist dann bereit, auf ein Werkstück oder ein Substrat aufgebracht zu werden.
Die Verdampfung kann durch verschiedene Methoden erreicht werden, darunter die thermische Verdampfung und das Sputtern.
Bei der thermischen Verdampfung wird das Material unter Vakuumbedingungen in eine Gasphase erhitzt.
Beim Sputtern werden die Atome durch den Aufprall von gasförmigen Ionen aus einem Target herausgeschleudert.
2. Transport
Sobald die Atome verdampft sind, müssen sie vom Target zum Substrat oder zum zu beschichtenden Teil transportiert werden.
Dies geschieht in einem Vakuum oder in einer gasförmigen Umgebung mit niedrigem Druck.
Das Vakuum sorgt dafür, dass die verdampften Atome ohne nennenswerte Störungen oder Zusammenstöße transportiert werden.
Dies trägt dazu bei, ihre Bahn und Reaktivität zu erhalten.
3. Reaktion
Wenn es sich bei dem Zielmaterial um ein Metall handelt, kann es während der Transportphase mit bestimmten Gasen reagieren.
Diese Gase können Sauerstoff, Stickstoff oder Methan sein, je nach der gewünschten Beschichtungsart.
Die Reaktion erfolgt unter kontrollierten Bedingungen, um die Bildung der gewünschten Verbindung auf dem Substrat zu gewährleisten.
So können zum Beispiel Metalloxide, Nitride oder Karbide entstehen.
4. Abscheidung
Der letzte Schritt umfasst die Kondensation und Keimbildung der verdampften Atome auf dem Substrat.
Dieser Prozess führt zur Bildung einer dünnen Schicht auf der Oberfläche des Substrats.
Der Abscheidungsprozess ist entscheidend für das Erreichen der gewünschten Eigenschaften der Beschichtung.
Zu diesen Eigenschaften gehören Dicke, Gleichmäßigkeit und Haftung auf dem Substrat.
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