PVD vs CVD

Et arutada keemiliste ja füüsikaliste aurude sadestumise protsesside erinevusi, peame neid kirjeldama.

Keemiline aurustamine-sadestamine (CVD) - Reaktsioonikambrisse viiakse eelkäija ja seda kontrollivad tasakaalustatud vooluregulaatorid ja juhtventiilid. Prekursor molekulid läbivad substraati, tõmmatakse see piirikihisse ja sadestatakse substraadi pinnale.

Füüsikaline aurustamine-sadestamine (PVD) koosneb erinevatest meetoditest, nagu aurustumine, pihustamine ja molekulaar-tala epitaksia (MBE).

Aurustumine: Materjal kuumutatakse gaasifaasis, kus see seejärel difundeerub substraadile vaakumi kaudu.

Vahustamine: esimene tekib plasmast ; see plasma sisaldab argooniioone ja elektroni. Järgnevalt vabanevad sihtmärgi aatomid pärast seda, kui argooniioonid on tabanud. Sihtkoha aatomid läbivad seejärel plasmast ja moodustavad substraadi kihi.

Molekullaine epitaksia: substraat puhastatakse ja laaditakse kambrisse, mis eemaldatakse ja kuumutatakse pinna saasteainete eemaldamiseks ja substraadi pinna karmistamiseks. Molekulaaraiad eraldavad väikest kogust lähtematerjali katiku kaudu, mis seejärel kogub substraadile.

Eelised ja puudused  

Sõltuvalt rakendusest on mõlema protsessi (PVD või CVD) kasutamisel põhjendatud argumendid. Keemiliste aurude sadestamise asemel on füüsiline aurude sadestusprotsess (nt pihustamine) üks põhjus, mistõttu on vaja temperatuuri. CVD protsessid kulgevad palju kõrgematel temperatuuridel kui PVD protsessid, tavaliselt vahemikus 300 ° C kuni 900 ° C. See soojus tarnitakse ahju, raadiospektri või laseriga, kuid see soojendab alati substraati. Sellel temperatuuril ei talu substraate, selle asemel peavad olema õhukesed kiled. Mõne CVD protsessi substraadi temperatuuri kasulikkus seisneb selles, et seal on vähem jäätmete ladestumist, eriti külmseina reaktorites, kuna kaetud on ainult kuumutatud pinnad. Laserküttesüsteemi kasutamisel muutub keemilise aurustamise-sadestamise protsess laseriga selektiivseks; see on selge eelis füüsikaliste aurude sadestamise meetodite nagu pihustamine. Molekulaarpealse epitaksia (PVD protsess) on selge eelis keemilise koostise, kile paksuse ja ülemineku teravuse aatomikontrolli üle. See protsess on suhteliselt kallim, kuid see on väärt lisakulude taotlusi, mis nõuavad suuremat täpsust. Sputtering (PVD protsess) ei nõua spetsiaalsete prekursormaterjalide kasutamist CVD-de kasutamisel. Pihustamisel on laiema hulga materjale, mis on kergesti kättesaadavad sadestamiseks. Füüsikaliste aurude sadestumise eeliseks keemilise aurude sadestumise korral on keemiliste aurude sadestamiseks kasutatavate materjalide ohutusprobleem. On teada, et mõned lähteained ja mõned kõrvalsaadused on toksilised, pürofoorsed või söövitavad. See võib põhjustada materjalide käitlemise ja ladustamisega seotud probleeme. On olemas rakendusi, mis võiksid edukalt kasutada kas sadestamise meetodit. Kuid kogenud insener võib hõlpsalt soovitada tööks keemilist või füüsilist aurude sadestamist, lähtudes sellistest kriteeriumidest nagu kulu, kile paksus, tooraine kättesaadavus ja koostise kontroll.