PVD vs CVD

Da bismo razgovarali o razlikama između procesa hemijskog i fizičkog isparavanja, potrebno je da ih opišemo.

Hemijsko isparavanje (CVD) - Prekursor se unosi u reakcionu komoru i kontroliše balansirani regulatori protoka i kontrolni ventili. Molekuli prekursora koji prolaze supstratom, vuku se u granični sloj i deponuju na površini podloge.

Fizičko isparavanje (PVD) se sastoji od različitih metoda, kao što su isparavanje, sputtering i epitaksija molekularnog snopa (MBE).

Isparavanje: Materijal se zagreva do gasne faze, gde se onda difundira kroz vakuum na podlogu.

Sputtering: Prvo se generiše plazma; ova plazma sadrži ione i elektrode argona. Zatim, atomi iz mete izbacuju se nakon udara argon jona. Atomi iz mete zatim putuju kroz plazmu i formiraju sloj na podlozi.

Epitaksija sa molekularnim snopom: Podloga se očisti i učita u komoru koja se evakuiše i zagreva za odvođenje površinskih zagađivača i za grubu površinu podloge. Molekularni grede emituju malu količinu izvornog materijala kroz zatvarač koji se zatim sabira na podlogu.

Prednosti i nedostaci  

U zavisnosti od aplikacije, postoje zvučni argumenti za korišćenje bilo kog procesa (PVD ili CVD). Jedan od razloga za korišćenje procesa fizičkog isparavanja (kao što je raspršivanje), umesto hemijskog taloženja, je potreba za temperaturom. Procesi CVD rade na mnogo višim temperaturama od PVD procesa, obično između 300 ° C i 900 ° C. Ova toplota isporučuje peć, RF kalem ili laser, ali uvek zagreva podlogu. Podloge koje ne mogu tolerisati ovu temperaturu moraju imati tanke filmove koji se deponuju fizičkim oblaganjem taloženja. Dobra temperatura podloge u nekim procesima CVD-a jeste da je manje taloženja otpada, posebno u hladnozidnim reaktorima, jer su samo zagrejane površine obložene. Sa sistemom laserskog grejanja proces hemijskog isparavanja postaje selektivan na putanju lasera; ovo je posebna prednost nad metodama fizičkog isparavanja, kao što je sputtering. Epitaksija molekularnog snopa (PVD proces) ima jasnu prednost kontrole atomskog nivoa hemijskog sastava, debljine filma i oštrinu tranzicije. Ovaj proces je relativno skuplji, ali vrijedi dodatni trošak za aplikacije koje zahtijevaju veću preciznost. Sputtering (PVD proces) ne zahteva upotrebu specijalizovanih prekursorskih materijala koji se koriste u CVD-u. Sputtering ima širok spektar materijala koji su spremni za depozit. Još jedna prednost fizičkog depozitiranja isparenja nad depozicijom isparavanja je sigurnosno pitanje materijala koji se koriste za depozit hemijske pare. Poznato je da su neki prekursori i neki drugi proizvodi toksični, piroforni ili korozivni. To može dovesti do problema sa rukovanjem materijalom i skladištenjem. Postoje aplikacije koje mogu uspešno koristiti metode depozicije. Međutim, iskusan inženjer može lako preporučiti hemijsko ili fizičko depozitiranje para za posao zasnovan na kriterijumima kao što su troškovi, debljina filma, raspoloživost izvornog materijala i kontrola kompozicije.