PVD（物理的気相成長法）は、薄膜コーティングプロセスのひとつである。
このプロセスでは、材料を固体または液体の状態から蒸気に変えます。
この蒸気を基材に蒸着させて薄膜を形成する。
このプロセスは、様々な産業において、材料の表面特性を向上させるために非常に重要である。
例えば、機械的、光学的、化学的、電子的特性を向上させることができる。
5つの主要ステップ
1.コーティング材料の気化
PVDの最初のステップは、コーティング材料を蒸気に変えることである。
これは、蒸発、分離、スパッタリングなどの方法で行うことができる。
蒸発では、材料は蒸気になるまで加熱される。
スパッタリングでは、高エネルギー粒子による砲撃によって、固体のターゲット材料から原子が放出される。
2.蒸気の輸送
材料が蒸気の状態になると、低圧の気体またはプラズマ環境を通して輸送される。
このステップにより、気化した材料が大きな損失や汚染なしに基板に到達することが保証される。
3.基板への蒸着と凝縮
気化した材料は基板表面で凝縮し、薄膜を形成する。
この薄膜は、単純な蒸着である場合もあれば、プロセス要件に応じて、反応性ガスとの化学反応を伴う化合物を形成する場合もある。
4.気化技術
気化技術の選択は、材料特性と希望する膜特性によって決まる。
例えば、蒸発しにくい材料にはスパッタリングが有効であり、蒸発しやすい材料には蒸着が適している。
5.輸送と反応
輸送段階は、蒸着膜の純度と密度を決定するため、非常に重要である。
場合によっては、この段階で反応性ガスを導入して気化した材料と反応させ、フィルムの特性を高める化合物を形成する。
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