تتضمن عمليات ترسيب طور البخار في المقام الأول طريقتين رئيسيتين: الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) والترسيب الفيزيائي للبخار (PVD). لكل طريقة آليات وخطوات متميزة تشارك في ترسيب الأغشية الرقيقة على الركيزة.
ترسيب البخار الكيميائي (CVD)
-
الترسيب الكيميائي بالترسيب بالبخار الكيميائي هي عملية يتم فيها ترسيب طبقة صلبة على سطح ساخن نتيجة تفاعل كيميائي في مرحلة البخار. تتضمن العملية عادةً ثلاث خطوات رئيسية:تبخير مركب متطاير
-
: يتم أولاً تحويل المادة المراد ترسيبها إلى شكل متطاير، عادةً من خلال التسخين. وتضمن هذه الخطوة إمكانية نقل المادة في طور البخار إلى الركيزة.التحلل الحراري أو التفاعل الكيميائي
-
: يخضع البخار للتحلل الحراري إلى ذرات وجزيئات أو يتفاعل مع أبخرة أو غازات أو سوائل أخرى على سطح الركيزة. هذه الخطوة حاسمة لأنها تبدأ التحولات الكيميائية اللازمة لتكوين الفيلم.ترسب نواتج التفاعل غير المتطايرة
: تترسب نواتج التفاعل الكيميائي، التي أصبحت الآن في حالة غير متطايرة، على الركيزة مكونة طبقة رقيقة. تتضمن هذه الخطوة التشكيل الفعلي للفيلم طبقة تلو الأخرى.
وغالباً ما تتطلب عمليات التفريغ القابل للقنوات CVD درجات حرارة عالية (حوالي 1000 درجة مئوية) وضغوطاً تتراوح بين بضعة توررات إلى ما فوق الضغط الجوي. ويمكن زيادة تعزيز هذه الطريقة عن طريق البلازما، والمعروفة باسم الترسيب الفيزيائي بالبلازما المعززة بالبلازما (PECVD)، والتي تسمح بدرجات حرارة معالجة أقل عن طريق إضافة طاقة حركية إلى التفاعلات السطحية.الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)
-
تتضمن عملية الترسيب الفيزيائي بالبخار الفيزيائي ترسيب مادة على ركيزة في غاز أو بلازما نشطة، وعادةً ما يكون ذلك في فراغ جزئي. وتختلف هذه العملية عن عملية الترسيب بالترسيب الفيزيائي بالبخار بالتقنية CVD في أنها لا تنطوي على تفاعلات كيميائية بل على عمليات فيزيائية مثل التكثيف أو التبخر:
-
توليد الأبخرة: يتم تسخين المادة إلى درجة انصهارها أو أعلى، مما يولد أبخرة. ويمكن تحقيق ذلك من خلال طرق مختلفة مثل الاخرق أو التبخير أو تسخين شعاع الإلكترون.
النقل والترسيب
: يتم بعد ذلك نقل الأبخرة في الفراغ وترسيبها على سطح الهدف. وتنتشر الذرات أو الجزيئات بالتساوي، مما يخلق طبقة ذات نقاء وسمك متناسقين.وتتميز عمليات PVD بقدرتها على ترسيب المعادن واللافلزات في طبقات رقيقة ذرة بذرة أو جزيء بجزيء. وتساعد بيئة التفريغ المستخدمة في تقنية PVD في تحقيق تحكم أفضل في عملية الترسيب وجودة الفيلم.
المقارنة والتباين
