Depunerea fizică în vapori (PVD) este un proces utilizat pentru a crea pelicule subțiri prin transferul unui material țintă pe un substrat. Transferul se realizează prin mijloace pur fizice, spre deosebire de depunerea chimică în vapori, care utilizează reacții chimice pentru a crea peliculele subțiri. Semiconductoarele, cipurile de calculator, discurile compacte (CD-urile) și discurile video digitale (DVD-urile) sunt de obicei create prin acest proces.
Există trei tipuri principale de depunere fizică de vapori: evaporare, pulverizare și turnare. Tehnicile de evaporare încep prin plasarea materialului țintă într-o cameră cu vid, ceea ce reduce presiunea și crește viteza de evaporare. Materialul este apoi încălzit până la fierbere, iar particulele gazoase ale materialului țintă se condensează pe suprafețele camerei, inclusiv pe substrat.
Cele două metode principale de încălzire pentru depunerea fizică a vaporilor prin evaporare sunt încălzirea cu fascicul de electroni și încălzirea rezistivă. În timpul încălzirii fasciculului de electroni, un fascicul de electroni este îndreptat către o anumită zonă de pe materialul țintă, determinând acea zonă să se încălzească și să se evapore. Această metodă este bună pentru a controla zonele specifice ale țintei care urmează să fie evaporate. În timpul încălzirii rezistive, materialul țintă este plasat într-un recipient, de obicei realizat din wolfram, iar recipientul este încălzit cu un curent electric ridicat. Metoda de încălzire utilizată în timpul depunerii fizice de vapori prin evaporare variază în funcție de natura materialului țintă.
Procesele de pulverizare încep, de asemenea, cu materialul țintă într-o cameră de vid, dar ținta este distrusă de ionii de plasmă gazoasă mai degrabă decât prin evaporare sau fierbere. În timpul procesului, un curent trece printr-o plasmă de gaz, determinând formarea de cationi pozitivi. Acești cationi bombardează materialul țintă și elimină particulele mici care călătoresc prin cameră și se depun pe substrat.
Ca și evaporarea, tehnicile de pulverizare variază în funcție de materialul țintă. Unele vor folosi surse de curent continuu (DC), în timp ce altele vor folosi surse de energie cu frecvență radio (RF). Unele sisteme de pulverizare folosesc, de asemenea, magneți pentru a direcționa mișcarea ionilor, în timp ce altele vor avea un mecanism pentru a roti materialul țintă.
Turnarea este o altă metodă principală de depunere fizică a vaporilor și este cel mai frecvent utilizată pentru
polimer
materiale țintă și pentru fotolitografie. În timpul acestui proces, materialul țintă este dizolvat în a
solvent
pentru a forma un lichid care este fie pulverizat, fie turnat pe substrat. Rotirea implică împrăștierea lichidului pe substratul plat, care este apoi rotit până când se formează un strat uniform. Odată ce solventul se evaporă, filmul subțire este complet.