Вакуумное напыление ( англ. physical vapor deposition, PVD ; напыление конденсацией из паровой (газовой) фазы ) — группа методов напыления покрытий ( тонких плёнок ) в вакууме , при которых покрытие получается путём прямой конденсации пара наносимого материала.

Различают следующие стадии вакуумного напыления:

1. Создание газа (пара) из частиц, составляющих напыление;
2. Транспорт пара к подложке;
3. Конденсация пара на подложке и формирование покрытия;

Введение

К группе методов вакуумного напыления относятся перечисленные ниже технологии, а также реактивные варианты этих процессов.

• Методы термического напыления :
  • Испарение электронным лучом ( англ. electron beam evaporation , electron beam physical vapor deposition, );
  • Испарение лазерным лучом ( англ. pulsed laser deposition, pulsed laser ablation ).
• Испарение вакуумной дугой ( англ. cathodic arc deposition, Arc-PVD ): материал испаряется в катодном пятне электрической дуги.
• Эпитаксия молекулярным лучом ( англ. molecular beam epitaxy )
• Ионное распыление ( англ. sputtering ): Исходный материал распыляется бомбардировкой ионным потоком и поступает на подложку.
  • Магнетронное распыление ( англ. magnetron sputtering )
  • ( англ. ion beam assisted deposition, IBAD )

• Сфокусированный ионный пучок

Применение

Вакуумное напыление применяют для создания на поверхности деталей, инструментов и оборудования функциональных покрытий — проводящих, изолирующих, износостойких, коррозионно-стойких, эрозионностойких, антифрикционных, антизадирных, барьерных и т. д Процесс используется для нанесения декоративных покрытий, например при производстве часов с позолотой и оправ для очков. Один из основных процессов микроэлектроники , где применяется для нанесения проводящих слоёв ( металлизации ). Вакуумное напыление используется для получения оптических покрытий: просветляющих , отражающих , фильтрующих .

Материалами для напыления служат мишени из различных материалов, металлов ( титана , алюминия , вольфрама , молибдена , железа , никеля , меди , графита , хрома ), их сплавов , соединений (SiO ₂ ,TiO ₂ ,Al ₂ O ₃ ). В технологическую среду может быть добавлен химически активный газ, например ацетилен (для покрытий, содержащих углерод ); азот , кислород . Химическая реакция на поверхности подложки активируется нагревом, либо ионизацией и диссоциацией газа той или иной формой газового разряда .

С помощью методов вакуумного напыления получают покрытия толщиной от нескольких ангстрем до нескольких десятков микрон , обычно после нанесения покрытия поверхность не требует дополнительной обработки.

См. также

• Газотермическое напыление
• Химическое осаждение из газовой фазы

Примечания

Литература

• Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. — М. : Энергоатомиздат, 1989. — 328 с.

• Попов В. Ф., Горин Ю. Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии. — М. : Высш. шк., 1988. — 255 с. — ISBN 5-06-001480-0 .

• Виноградов М.И., Маишев Ю.П. Вакуумные процессы и оборудование ионно - и электронно-лучевой технологии. — М. : Машиностроение, 1989. — 56 с. — ISBN 5-217-00726-5 .

• Mattox, Donald M. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing: Film Formation, Adhesion, Surface Preparation and Contamination Control.. Westwood, N.J.: Noyes Publications, 1998. ISBN 0-8155-1422-0 .
• Powell, Carroll F., Joseph H. Oxley, and John Milton Blocher (editors). Vapor Deposition. The Electrochemical Society series. New York: Wiley, 1966.

Ссылки