Die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) ist eine Technik zur Herstellung dünner Schichten auf verschiedenen Materialien. Ein gängiges Beispiel für PVD ist die thermische Verdampfung.
Die 4 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Erhitzen des festen Materials
Bei der thermischen Verdampfung wird ein festes Material, häufig ein Metall wie Aluminium oder Silber, in eine Hochvakuumkammer gebracht.
Diese Kammer ist so konstruiert, dass der größte Teil der Luft entfernt wird und eine Umgebung mit niedrigem Druck entsteht.
Das Material wird dann mit Hilfe eines Heizelements oder eines Elektronenstrahls erhitzt, in der Regel bis zu seinem Schmelzpunkt.
2. Bildung von Dampf
Während sich das Material erhitzt, beginnt es zu verdampfen und bildet einen Dampf.
Im Vakuum der Kammer reicht schon ein relativ geringer Dampfdruck aus, um eine sichtbare Dampfwolke in der Beschichtungskammer zu erzeugen.
3. Transport und Abscheidung
Das verdampfte Material bildet einen Dampfstrom, der sich durch die Kammer bewegt und beim Kontakt mit der kühleren Oberfläche des Substrats kondensiert.
Das Substrat, das aus Materialien wie Quarz, Glas oder Silizium bestehen kann, wird so positioniert, dass sich der Dampf auf seiner Oberfläche absetzen kann.
Das Substrat wird in der Regel kopfüber an der Oberseite der Kammer gehalten, wobei seine Oberfläche nach unten zum erhitzten Ausgangsmaterial zeigt.
4. Bildung eines dünnen Films
Der kondensierte Dampf bildet einen dünnen Film auf dem Substrat.
Die Dicke dieses Films kann je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung von Angström bis zu Mikrometern reichen.
Dieser dünne Film kann je nach verwendetem Material und Anwendung verschiedene Funktionalitäten bieten, wie z. B. verbesserte Haltbarkeit, Leitfähigkeit oder optische Eigenschaften.
Dieses Verfahren ist eine klare Demonstration des PVD-Verfahrens, bei dem die Abscheidung von Material auf einem Substrat mit rein physikalischen Mitteln und ohne Beteiligung chemischer Reaktionen erfolgt.
Dieses Verfahren ist in der Elektronikindustrie für die Abscheidung von leitenden Schichten in Halbleiterbauelementen und für die Herstellung von optischen Beschichtungen und Schutzschichten auf verschiedenen Materialien weit verbreitet.
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