La deposición física de vapor (PVD) es un proceso que se utiliza para crear películas delgadas mediante la transferencia de un material objetivo a un sustrato. La transferencia se logra a través de medios puramente físicos a diferencia de la deposición de vapor químico, que usa reacciones químicas para crear las películas delgadas. Los semiconductores, chips de computadora, discos compactos (CD) y discos de video digital (DVD) generalmente se crean mediante este proceso.
Hay tres tipos principales de deposición física de vapor: evaporación, pulverización catódica y fundición. Las técnicas de evaporación comienzan colocando el material objetivo en una cámara de vacío, lo que reduce la presión y aumenta la tasa de evaporación. A continuación, el material se calienta hasta ebullición y las partículas gaseosas del material objetivo se condensan en las superficies de la cámara, incluido el sustrato.
Los dos métodos principales de calentamiento para la deposición física de vapor por evaporación son el calentamiento por haz de electrones y el calentamiento resistivo. Durante el calentamiento del haz de electrones, un haz de electrones se dirige a un área específica del material objetivo, lo que hace que esa área se caliente y se evapore. Este método es bueno para controlar las áreas específicas del objetivo que se van a evaporar. Durante el calentamiento resistivo, el material objetivo se coloca en un recipiente, generalmente de tungsteno, y el recipiente se calienta con una alta corriente eléctrica. El método de calentamiento utilizado durante la deposición física de vapor por evaporación varía según la naturaleza del material objetivo.
Los procesos de pulverización también comienzan con el material objetivo en una cámara de vacío, pero el objetivo se rompe por iones de plasma de gas en lugar de evaporación o ebullición. Durante el proceso, se hace circular una corriente a través de un plasma gaseoso, lo que provoca la formación de cationes positivos. Estos cationes bombardean el material objetivo y eliminan las pequeñas partículas que viajan a través de la cámara y se depositan en el sustrato.
Al igual que la evaporación, las técnicas de pulverización catódica varían según el material objetivo. Algunos utilizarán fuentes de alimentación de corriente continua (CC), mientras que otros utilizarán fuentes de alimentación de radiofrecuencia (RF). Algunos sistemas de pulverización catódica también emplean imanes para dirigir el movimiento de los iones, mientras que otros tendrán un mecanismo para rotar el material objetivo.
La fundición es otro método principal de deposición física de vapor, y se usa más comúnmente para
polímero
materiales de destino y para fotolitografía. Durante este proceso, el material objetivo se disuelve en un
solvente
para formar un líquido que se rocía o se hace girar sobre el sustrato. El hilado implica esparcir el líquido sobre el sustrato plano, que luego se hila hasta que se forma una capa uniforme. Una vez que el solvente se evapora, la película delgada está completa.