Η φυσική εναπόθεση ατμών (PVD) είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία λεπτών μεμβρανών με τη μεταφορά ενός υλικού στόχου σε ένα υπόστρωμα. Η μεταφορά επιτυγχάνεται με καθαρά φυσικά μέσα σε αντίθεση με την εναπόθεση χημικών ατμών, η οποία χρησιμοποιεί χημικές αντιδράσεις για τη δημιουργία των λεπτών μεμβρανών. Οι ημιαγωγοί, τα τσιπ υπολογιστών, οι συμπαγείς δίσκοι (CD) και οι ψηφιακοί δίσκοι βίντεο (DVD) δημιουργούνται συνήθως με αυτή τη διαδικασία.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι φυσικής εναπόθεσης ατμών: εξάτμιση, ψεκασμός και χύτευση. Οι τεχνικές εξάτμισης ξεκινούν με την τοποθέτηση του υλικού-στόχου σε έναν θάλαμο κενού, ο οποίος μειώνει την πίεση και αυξάνει τον ρυθμό εξάτμισης. Το υλικό στη συνέχεια θερμαίνεται μέχρι βρασμού και τα αέρια σωματίδια του υλικού στόχου συμπυκνώνονται στις επιφάνειες του θαλάμου, συμπεριλαμβανομένου του υποστρώματος.
Οι δύο κύριες μέθοδοι θέρμανσης για την εναπόθεση ατμών με εξάτμιση είναι η θέρμανση με δέσμη ηλεκτρονίων και η θέρμανση με αντίσταση. Κατά τη θέρμανση με δέσμη ηλεκτρονίων, μια δέσμη ηλεκτρονίων κατευθύνεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή στο υλικό στόχο, προκαλώντας τη θέρμανση και την εξάτμιση αυτής της περιοχής. Αυτή η μέθοδος είναι καλή για τον έλεγχο των συγκεκριμένων περιοχών του στόχου που πρόκειται να εξατμιστούν. Κατά τη θέρμανση με αντίσταση, το υλικό-στόχος τοποθετείται σε ένα δοχείο, συνήθως κατασκευασμένο από βολφράμιο, και το δοχείο θερμαίνεται με υψηλό ηλεκτρικό ρεύμα. Η μέθοδος θέρμανσης που χρησιμοποιείται κατά την εξάτμιση φυσική εναπόθεση ατμών ποικίλλει ανάλογα με τη φύση του υλικού στόχου.
Οι διεργασίες εκτόξευσης ξεκινούν επίσης με το υλικό στόχο σε έναν θάλαμο κενού, αλλά ο στόχος διασπάται από ιόντα πλάσματος αερίου και όχι με εξάτμιση ή βρασμό. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, ένα ρεύμα διέρχεται από ένα αέριο πλάσμα, προκαλώντας το σχηματισμό θετικών κατιόντων. Αυτά τα κατιόντα βομβαρδίζουν το υλικό στόχο και απομακρύνουν τα μικρά σωματίδια που ταξιδεύουν μέσω του θαλάμου και εναποτίθενται στο υπόστρωμα.
Όπως η εξάτμιση, οι τεχνικές ψεκασμού ποικίλλουν ανάλογα με το υλικό-στόχο. Ορισμένοι θα χρησιμοποιούν πηγές ισχύος συνεχούς ρεύματος (DC), ενώ άλλοι θα χρησιμοποιούν πηγές ισχύος ραδιοσυχνοτήτων (RF). Ορισμένα συστήματα εκτόξευσης χρησιμοποιούν επίσης μαγνήτες για να κατευθύνουν την κίνηση των ιόντων, ενώ άλλα θα έχουν έναν μηχανισμό για την περιστροφή του υλικού στόχου.
Η χύτευση είναι μια άλλη κύρια μέθοδος φυσικής εναπόθεσης ατμών και χρησιμοποιείται πιο συχνά γι’ αυτήν
πολυμερές
υλικά-στόχοι και για φωτολιθογραφία. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το υλικό στόχος διαλύεται σε α
διαλύτη
για να σχηματιστεί ένα υγρό που είτε ψεκάζεται είτε περιστρέφεται πάνω στο υπόστρωμα. Η κλώση περιλαμβάνει την εξάπλωση του υγρού πάνω στο επίπεδο υπόστρωμα, το οποίο στη συνέχεια περιστρέφεται μέχρι να σχηματιστεί ένα ομοιόμορφο στρώμα. Μόλις εξατμιστεί ο διαλύτης, η λεπτή μεμβράνη έχει ολοκληρωθεί.