物理气相沉积

物理气相沉积 (PVD)，有时称为物理气相传输 (PVT)，描述了多种真空沉积方法，可用于在金属、陶瓷、玻璃和聚合物等基材上生产薄膜和涂层。 PVD 的特点是材料从凝聚相转变为气相，然后又回到薄膜凝聚相的过程。 最常见的 PVD 工艺是溅射和蒸发。 PVD 用于制造需要薄膜以实现光学、机械、电气、声学或化学功能的物品。 例如薄膜太阳能电池等半导体器件、薄膜体声波谐振器等微机电器件、用于食品包装和气球的镀铝 PET 薄膜以及用于金属加工的氮化钛涂层切削工具。 除了用于制造的 PVD 工具外，还开发了主要用于科学目的的特殊小型工具。

源材料也不可避免地沉积在真空室内部的大多数其他表面上，包括用于固定零件的夹具。

• 阴极电弧沉积：在目标（源）材料上放电的高功率电弧将一些电离成高度电离的蒸汽，然后沉积到工件上。
• 电子束物理气相沉积：要沉积的材料在高真空中通过电子轰击被加热到高蒸气压，并通过扩散传输，通过冷凝沉积在（较冷的）工件上。
• 蒸发沉积：在高真空中通过电阻加热将要沉积的材料加热到高蒸气压。
• 近空间升华，将材料和基板彼此靠近放置并进行辐射加热。
• 脉冲激光沉积：高功率激光将目标材料烧蚀成蒸汽。
• 热激光外延：连续波激光蒸发单个、独立的元素源，然后凝结在基板上。
• 溅射沉积：辉光等离子体放电（通常由磁铁定位在目标周围）轰击材料，溅射出一些蒸汽以供后续沉积。
• 脉冲电子沉积：高能脉冲电子束从目标上烧蚀材料，在非平衡条件下产生等离子体流。
• 升华夹层法：用于生长人造晶体（碳化硅，SiC）。

PVD可用作制造用于有机半导体的低分子量各向异性玻璃的应用。 允许形成这种类型的玻璃所需的参数是玻璃自由表面的分子流动性和各向异性结构。 聚合物的配置很重要，因为它需要在添加的分子通过沉积掩埋材料之前处于较低的能量状态。 这种向结构中添加分子的过程开始平衡并获得质量和体积，从而具有更高的动力学稳定性。