快速了解PVD镀膜工艺

PVD物理气相沉积是一种物理气相反应生长法。沉积过程是在真空或低气压气体放电条件下，即在低温等离子体中进行的。涂层的物质源是固态物质，经过“蒸发或溅射”后，在零件表面生成与基材性能完全不同的新的固体物质涂层。

1、真空的定义

泛指低于一个大气压的气体状态。与普通大气压状态相比，分子密度较为稀薄，从而气体分子和气体分子、气体分子和器壁之间的碰撞几率要低一些。

2、真空蒸发镀膜的定义

真空蒸发镀膜是在真空条件下，用蒸发器加热蒸发物质使之汽化，蒸发粒子流直接射向基片并在基片上沉积形成固态薄膜的技术。包括热蒸发和EB蒸发（电子束蒸发）。

3、真空蒸发镀膜主要过程

1）采用各种能源方式转成热能，加热膜材使之蒸发或升华，成为具有一定能量的气态粒子（原子、分子和原子团）；

2）离开膜材表面，具有相当运动速度的气态粒子以基本上无碰撞的直线飞行输运到基体表面；

3）到达基体表面的气态粒子凝聚形成核后生长成固相薄膜；

4）组成薄膜的原子重组排列或产生化学键合。

4、热蒸发原理及特点

热蒸发是在真空状况下，将所要蒸镀的材料利用电阻加热达到熔化温度，使原子蒸发，到达并附着在基板表面上的一种镀膜技术。

特点：装置便宜、操作简单广泛用于Au、Ag、Cu、Ni、In、Cr等导体材料。

5、E-Beam蒸发原理

热电子由灯丝发射后，被加速阳极加速，获得动能轰击到处于阳极的蒸发材料上，使蒸发材料加热气化，而实现蒸发镀膜。

特点：多用于要求纯度极高的膜、绝缘物的蒸镀和高熔点物质的蒸镀

6、真空蒸发镀膜特点

1）优点

设备简单、操作容易

薄膜纯度高，质量好，厚度可控

速率快、效率高、可用掩膜获得清晰图形

薄膜生长机理比较单纯

2）缺点

不易获得结晶结构的薄膜

薄膜与基片附着力小

工艺重复性不够好

3）主要部分

真空室

为蒸发提供必要的真空

蒸发源和蒸发加热器

放置蒸发材料并对其进行加热

基板

用于接收蒸发物质并在其表面形成固体蒸发薄膜

基板加热器

测温器