PVD简介(物理气相沉积)
PVD(Sputter)介绍ppt
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PVD（Sputter）介绍
1:PVD:即物理气相沉积(Physicql Vapor Deposition)的简称,包括真空蒸发镀膜,溅 射镀膜,离子束和离子助,外延膜沉积技术 等四大类. 2:PECVD:即等离子增强化学气相沉积
(Plasma-Enhanced Chmical vapor
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PVD（Sputter）介绍
图2 Sputter溅镀模型
气体 固体
图3 Sputter溅镀后原子分子运动模型
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图4 溅射原子弹性碰撞模型
PVD（Sputter）介绍
二、磁控溅镀相关知识： 1、物理依据：在磁感强度为B的磁场中，电荷
为q、运动速度为 v的带电粒子，所受的磁场力为F
称为洛仑兹力，F=qvXB 。如பைடு நூலகம்示
起辉时的发光过程解释如下： 当输入真空室的反应气体或溅镀气体被高速 旋转的电子碰撞后，气体与电子发生一系列 的解离、激发、附着等过程，由于部分电子 能量不足，便会把气体激发成亚稳态，
e + A → A* + e A* → A + hv (光子) 而亚稳态由于其外层电子的活跃性强，会回 到气体的稳定态，多余的能量就以光子的形 式释放出来。如图：
Deposition),其他还有LPCVD ,MOCVD, 等. APCVD
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PVD（Sputter）介绍
一、Sputter（溅镀）定义及种类： 1、定义：所谓溅镀(Sputter)乃指物体以离子撞击时，被
溅射飞散出.具体过程:被电离之气体离子如Ar离子等受到阴 极加速快速与靶材表面撞击时，在靶材表面被电场所放出的 电子中和而呈中性，但仍保存其运动能量与植入靶材内部， 而靶材固体内部受此异离子植入而损伤其结晶，同时构成结 晶格的原子间相互重复碰撞，最终使表面的原子及分子被放 出至界外。如此原子大小的粒子从固体表面撞击分离而构成 离子，此称为溅镀（Sputter），又称电浆放电。如果将气体 加热至极高温或任其与高能量粒子相撞击，电子可由原分子 中释出，形成一带正负电粒子的集合体，称为电浆或等离子 体（Plasma）；
物理气相沉积(PVD)技术
物理气相沉积(PVD)技术第一节 概述物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
物理气相沉积技术早在20世纪初已有些应用，但在最近30年迅速发展，成为一门极具广阔应用前景的新技术。
物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。
发展到目前，物理气相沉积技术不仅可沉积金属膜、合金膜、还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物膜等。
真空蒸镀基本原理是在真空条件下，使金属、金属合金或化合物蒸发，然后沉积在基体表面上，蒸发的方法常用电阻加热，高频感应加热，电子柬、激光束、离子束高能轰击镀料，使蒸发成气相，然后沉积在基体表面，历史上，真空蒸镀是PVD法中使用最早的技术。
溅射镀膜基本原理是充氩(Ar)气的真空条件下，使氩气进行辉光放电，这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+)，氩离子在电场力的作用下，加速轰击以镀料制作的阴极靶材，靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。
如果采用直流辉光放电，称直流(Qc)溅射，射频(RF)辉光放电引起的称射频溅射。
磁控(M)辉光放电引起的称磁控溅射。
电弧等离子体镀膜基本原理是在真空条件下，用引弧针引弧，使真空金壁(阳极)和镀材(阴极)之间进行弧光放电，阴极表面快速移动着多个阴极弧斑，不断迅速蒸发甚至“异华”镀料，使之电离成以镀料为主要成分的电弧等离子体，并能迅速将镀料沉积于基体。
因为有多弧斑，所以也称多弧蒸发离化过程。
离子镀基本原理是在真空条件下，采用某种等离子体电离技术，使镀料原子部分电离成离子，同时产生许多高能量的中性原子，在被镀基体上加负偏压。
这样在深度负偏压的作用下，离子沉积于基体表面形成薄膜。
物理气相沉积技术基本原理可分三个工艺步骤：(1)镀料的气化：即使镀料蒸发，异华或被溅射，也就是通过镀料的气化源。
物理气相沉积(PVD)
控制镀料成分：A1B25, 保证：P A :P B 1: 0 2 0 5 4 :1 A4B1膜料成分 若：一次性加料，A消耗快； ∴ 连续加料，保证熔池料为 A1B25, 从而膜料成分为A4B1；
dP Lv dT TV
（1）
∵ ∴
积分：
VV汽V固 、液V汽P 1R， T
dP dT
PLV RT 2
lnp ALV 1 RT
（2）
图8.2.2 几种材料的蒸气压——温度曲线
（3）蒸发速率和凝结速率
① 蒸发速率Ne：
——热平衡条件下，单位时间内，从蒸发源每单位 面积上射出的平均原子数。
N e1 4n 2 P m k3 .5 T1 13 20 2M P（T 1/cm2·s） (3)
设：物质含A，B成分，MA、MB，PA、PB， 则由（3）式，得 ：
NA CA PA MB NB CB PB MA
(14)
改进工艺：
1）选择基片温度，使之有利于凝聚而不是分凝；
2）选用几个蒸发源，不同温度下分别淀积，但控制困难； 3）氧化物，可采用反应蒸镀法，引入活性气体。
4. 蒸发源类型
（1）电阻加热蒸发源
70年代，在阴极溅射基础上发展起来，能有效克服溅射速 率低，电子碰撞使基片温度升高的弱点。
（1）基本原理
在阴极靶面上加一环行磁场，使 BE , 控制二次电子运动轨迹，
电子运动方程： d e (EB)
(16)
dt m
运动轨迹为一轮摆线，电子在靶面上沿着垂直于E、B的方向前进，电 子被束缚在一定的空间内，减少了电子在器壁上的复合损耗；同时，延长 了电子路径，增加了同工作气体的碰撞几率，提高了原子的电离几率，使
PVD镀膜工艺简介
PVD镀膜工艺简介PVD镀膜（Physical Vapor Deposition）是一种利用物理气相沉积的技术，在高真空环境下，通过蒸发、溅射等方式将金属、合金、化合物等材料以薄膜的形式沉积到基材表面的一种工艺。
PVD镀膜工艺被广泛应用于各个领域，如光学、电子、机械、汽车、建筑等。
蒸发是PVD镀膜中最早应用的一种工艺。
通过加热源将材料加热至蒸发温度，使其转变为气态，然后在真空室内的基板上形成薄膜。
蒸发工艺可以通过电阻加热、电子束加热等方式来进行。
这种工艺的特点是操作简单，成本较低，但适用于蒸发温度较低的材料。
溅射是PVD镀膜中应用较广泛的一种工艺。
通过高能粒子的轰击使靶材表面的原子或离子脱落，然后被沉积在基板表面上形成薄膜。
溅射工艺一般可分为直流溅射、射频溅射、磁控溅射等不同方式。
这种工艺具有较高的沉积速率和较好的膜层均匀性，适用于多种材料的沉积。
离子镀是一种利用离子轰击作用在基材表面上形成薄膜的工艺。
通过向沉积膜层的材料供应高能离子，使其在基板表面发生化学反应并沉积形成薄膜。
离子镀工艺能够提高薄膜的致密性和附着力，适用于复杂形状的基板和高精密要求的镀膜。
在PVD镀膜过程中，需要注意以下几个关键环节。
首先，要确保真空室内的气压稳定，并保持高真空状态，以避免杂质对薄膜质量的影响。
其次，镀膜前需对基材进行表面处理，如清洗、抛光等，以提高薄膜的附着力。
再次，镀膜材料的纯度和均匀性对薄膜性能起着重要影响，因此需要对材料进行精细的处理和选择。
最后，要通过适当的加热、冷却以及离子轰击等方式，使沉积的薄膜具有良好的致密性和均匀性。
PVD镀膜工艺具有许多优点。
首先，它可以在室温下进行，避免了高温对基材产生的热应力和变形。
其次，沉积的薄膜具有较高的质量和均匀性，具有良好的机械性能和化学稳定性。
再次，PVD镀膜可用于多种材料的沉积，如金属、合金、化合物等，具有较大的灵活性和可扩展性。
此外，PVD镀膜还具有低污染性、无溶剂使用、高效节能等环保优势。
物理气相沉积工艺
物理气相沉积工艺物理气相沉积工艺（Physical Vapor Deposition，PVD）是一种将金属等物质以固体形态蒸发后，经过凝华在基底表面上形成的薄膜工艺。
PVD工艺广泛应用于电子学、光电子学、能源、航空航天等领域，制备表面的功能材料。
PVD工艺可分为两类：物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）和化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）。
其中，PVD工艺是将物质以固态流态蒸发到基底表面，化学反应相对较小，而CVD工艺则是基于在气相中反应形成的产物在固体表面沉积的工艺。
PVD工艺常包括多个步骤，如清洗、增塑、热处理等前处理工序，然后是真空环境下的耗材加热、被蒸发的材料粒子束流引导，以及在基底表面上沉积这些粒子的质量控制工艺。
工艺参数的调整需要精细化控制，如加热温度、压力、时间等。
同时，基底的位置、角度和转速等也需要准确控制。
除此之外，为了得到均匀和不同颜色的样品，蒸发材料的组成和厚度控制也非常重要。
在PVD工艺中，有多个不同的沉积技术可供选择。
其中，常见的沉积技术有物理气相成膜、离子束成膜、磁控溅射和分子束束流沉积等。
物理气相成膜（Physical Vapor Deposition，PVD）主要是利用热蒸发等方法将材料以固态蒸发形式沉积在基底表面。
物理气相成膜工艺的特点是具有高纯、高致密度、高孔隙率、高附着力等特点。
适用于制备金属、合金、氧化物、氮化物、氢化物和类石墨材料等。
离子束成膜（Ion Beam Deposition,IBD）是将固态材料以蒸发形式沉积在基底表面，同时用激发的离子束改变沉积材料的蒸发方式和表面结构。
其工艺特点是能在信号到噪比较低的情况下生长少量的晶体，是制备单晶薄膜的重要工艺。
磁控溅射（Sputtering）是将物质以固态的方式蒸发形成粒子束，然后利用气体离子轰击这些粒子，让它们反弹并击中到基底表面上，实现在基底表面沉积。
《PVD基础知识》课件
PVD技术原理
PV D 技术基于蒸发和溅射现象，通过在真空环境中提供能量来使材料转变为 气态。这些气态粒子会沉积到基底表面上形成薄膜。
PVD工艺流程
PV D 工艺流程包括前处理、沉积、冷却和后处理等步骤。其中，前处理用于 清洁和活化基底表面，沉积阶段形成所需薄膜结构。
PVD材料和应用
金属薄膜
金属薄膜具有良好的导电性和热传导性，常 用于电子器件、光学涂层和装饰性涂层等领 域。
多层薄膜
通过堆叠不同材料的薄膜，可以实现特定功 能，如光学滤波器、光学镀膜、阻隔材料和 生物材料。
陶瓷薄膜
陶瓷薄膜具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，常 用于刀具涂层、摩擦材料和陶瓷电子器件。
其他应用
PV D 还广泛应用于汽车、航空航天、医疗设 备、半导体和光伏等领域，提供材料改性、 保护和装饰的解决方案。
PVD优点与限制
1 优点
2 限制
PV D 技术具有高质量、高纯度、均匀性好，PV D 技术也存在薄膜厚度限制、工 艺复杂性和高成本等限制，需要综合考虑 应用需求。
应用案例分析
1
电子器件
通过在芯片上制备金属互连线和隔离
光学涂层
2
层的PV D 技术，实现高集成度和小尺 寸。
常见PVD设备
物理溅射
物理溅射是常见的PV D 技术， 适用于金属、合金和陶瓷薄膜 的制备，如溅射离子镀 （Sputter IAD ）。
热蒸发
热蒸发是将材料加热到蒸发温 度，通过自由蒸发和电子束蒸 发等方式形成薄膜，常用于有 机发光二极管（OLED ）。
离子镀
离子镀采用离子激发技术，可 以改善薄膜附着力和密实性， 常用于装饰涂层和硬质涂层的 制备。
将光学滤波器和增透镀膜应用于摄像
PVD知识整理
帕邢（Paschen）曲线
溅镀
溅射沉积的方法
反应溅射溅射
在存在反应气体的情况下，溅射靶材时，溅射出来的靶材料与反应气体形成化合
物（氮化物、碳化物、氧化物）
反应溅射特征
➢靶中毒：反应气体与靶反应，在靶表面形成化合物。
➢沉积膜的成分不同于靶材。
➢化合物靶材溅射后，组元成分（氧、氮）含量下降，补偿反应气体。
蒸发分子的平均自由程与碰撞几率
蒸镀
➢真空室存在两种粒子：蒸发物质的原子或分 子；残余气体分子。 ➢由气体分子运动论可求出在热平衡下，单位时间通过单位面积的气体分 子数，即为气体分子对基片的碰撞率
➢蒸发分子的平均自由程为 （ d为碰撞截面）
蒸镀
蒸发分子的平均自由程与碰撞几率
蒸发分子的碰撞百分数与实际行程对平均自由程之比如图。当平均自由程等于源 之比如 图。当平均自由程等于源- -基距时，有63％的蒸发分子受到碰撞，如果自由程增加 10倍， 撞几率减小到9％。因此，只有在平均自由程源- -基距大得多，才有效减少渡越中的碰撞。
Z大溅射原子逸出时能量高，Z小逸出的速度高。 同轰击能量下，溅射原子逸出能量随入射离子的质量而线形增加。 溅射原子平均逸出能量随入射离子能量的增加而增大，达到某一高
平均能量趋于恒定。
值时，
溅射沉积的方法 直流二极溅射
溅镀
辉光放电产生离子轰击靶材； 气压过低辉光放电难以维持（＜1Pa）； 溅射气压高（~10Pa）、沉积速率低； 工艺参数：电源功率、工作气体流量与压 强、基片温度、基片偏压。
溅镀
溅镀（Sputtering） 溅射的基本原理: ➢ 物质的溅射现象 溅射：荷能粒子与固体（靶材）表面相互作用过程中，发生能量和动量 的转移，当表面原子获得足够大的动能而脱离固体表面，从而产生表面原子 的溅射。 溅射是轰击粒子与固体原子之间能量和动量转移的结果 溅射镀膜：应用溅射现象将靶材原子溅射出来并沉积到基片上形成薄膜 的技术。 ➢ 溅射参数 ✓ 溅射阀值：将靶材原子溅射出来所需的入射离子最小能量值。与入射 离子的种类关系不大、与靶材有关。 ✓ 溅射产额 ✓ 溅射离子速度和能量
PVD简介
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磁控溅射
磁控溅射:
电子在电场E、磁场B中将受到洛仑
兹力作用
F=-q(E+vB)
若E、B相互垂直，则电子的轨迹将是既
沿电场方向加速，同时绕磁场方向螺旋
前进的复杂曲线。即靶表面垂直E方向的
磁力线可将电子约束在靶表面附近，延 长其运动轨迹，提高其参与气体电离过 程的几率，降低溅射过程的气体压力， 提高溅射效率
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DC-SPUTTER
直流溅射:
特点：结构简单，可以获得大面积 均匀薄膜
控制参数：功率、电压、压力、电 极间距等
缺点
a.溅射参数不易独立控制，放电电
流岁电压和气压变化，工艺重复性
Ar
较差
b.真空系统多采用扩散泵，残留气 体对膜层污染较严重，纯度较差
ห้องสมุดไป่ตู้
c.基片温度升高，淀积速率低
d.靶材必须是良导体
特点： 1.在阴极靶的表面形成一个正交的电
磁场 2.电离效率高 3.可以再低真空下实现高速溅射 4.低温、高速
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Target
磁控溅射
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磁控溅射
• 以矩形target为例：其磁场和电子的运动轨迹如图：电子运动路径变长， 与Ar原子碰撞几率增加，提高溅射效率。
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接地
-V(DC)
至真空泵
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AC-SPUTTER
交流溅射: 特点： 1.电子与工作气体分子碰撞电离 几率，击穿电压和放电电压显著 降低，比直流溅射小一个数量级 2.能淀积包括导体、半导体、绝 缘体在内的几乎所有材料 3.溅射过程不需要次级电子来维 持放电 缺点： 当离子能量高时，次级电子数 量增大，有可能成为高能电子轰 击衬底，导致发热，影响薄膜质 量
物理气相沉积技术
物理气相沉积技术1简介物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）是一种表面处理技术，它基于原子、分子或离子在真空条件下从固体源“蒸发”或“剥离”，并在另外一个表面生成薄膜或涂层的过程。
PVD技术广泛应用于半导体、电子、机械、医疗等领域，可以改善材料表面的性能、延长使用寿命，也可以改变物体的颜色和外观。
2工艺流程PVD技术是在真空下完成的，因此主要工具是真空室，其次是沉积源，对于不同的应用场景，沉积源也会有所不同。
例如，如果是进行金属沉积，则沉积源可以是纯净金属，或者是通过将金属块或箔片加热，使其蒸发或溅射而得到的。
如果需要沉积金属氧化物，则需要放置源材料和氧气在沉积室中进行反应。
在PVD过程中，首先需要将材料放入真空室中，制备必要的工艺条件，使得沉积源的物质能够蒸发、溅射并扩散到目标基板上。
其中一个关键参数是真空度，PVD通常在10^-4~10^-8torr的高真空条件下进行。
另一个参数是沉积源与基板的距离，过近会导致过度热量和膜的不均匀厚度，过远影响膜的成形。
3分类根据真空沉积源材料的不同，PVD可分为四种类型：蒸发、离子镀、磁控溅射和分子束外延。
其中，蒸发和离子镀常常被用于制备功能性和装饰性薄膜涂层，磁控溅射则常被用于制备金属、半导体和陶瓷等薄膜，而分子束外延则适用于高质量、高洁净度的材料制备。
4应用PVD技术的应用涵盖了许多领域。
其中，电子和半导体产业是其中的重要应用领域之一。
在芯片制造过程中，PVD技术用于制备镀膜、金属连线等的处理；在随着显示技术的发展，PVD技术也被广泛应用于液晶显示器、有机EL显示器、柔性显示器等各种显示器领域。
此外，在航空航天、汽车、医疗、光学等领域都有PVD技术的应用。
5结论总的来说，PVD技术是一种成熟、广泛应用的表面处理技术。
它可以对各种材料表面进行处理，使其具有功能性和装饰性，可以改善产品的表面性能。
然而，由于技术的复杂性和设备的昂贵性，PVD技术在应用过程中也存在一定的限制性。
PVD(物理气相沉积)简介
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
PVD(物理气相沉积)简介
1. PVD 简介PVD 是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放
电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被
蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
2. PVD 技术的发展PVD 技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具
有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。
最初在高速钢刀
具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在开发高性能、高
可靠性涂层设备的同时，也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层
应用研究。
与CVD 工艺相比，PVD 工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复
杂刀具的涂层；PVD 工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。
目前PVD 涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。
PVD 技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第
一代的TiN 发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN- AlN、CNx、DLC 和ta－C 等多元复合涂层。
3. 星弧涂层的PVD 技术增强型磁控阴极弧：阴极弧技术是在真空条件下，通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态，从而完成薄膜材料的沉积。
增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用，将靶材表面的电弧加以有效地控
制，使材料的离化率更高，薄膜性能更加优异。
pvd方法
PVD方法是一种物理气相沉积方法，全称为物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）。
它是一种将固态材料转化为蒸汽或气体形式，然后通过凝结在基底表面上形成薄膜的方法。
PVD方法通常包括以下步骤：
1. 准备基底：将需要镀膜的基底进行清洗和处理，以确保表面干净和平整。
2. 加热源：使用电阻加热、电子束加热或激光加热等方式，将固态材料加热至其蒸汽或气体形式。
3. 蒸发：加热后的固态材料开始蒸发，形成蒸汽或气体。
4. 沉积：蒸汽或气体通过真空环境，沉积在基底表面上，形成薄膜。
5. 控制：通过控制沉积速率、温度和压力等参数，调节薄膜的厚度和性质。
6. 冷却：薄膜沉积完成后，将基底冷却至室温，使薄膜固化。
PVD方法具有以下优点：
1. 薄膜均匀性好：PVD方法可以在基底表面均匀沉积薄膜，薄膜的厚度和性质可以通过控制参数进行调节。
2. 薄膜结构致密：PVD方法沉积的薄膜结构致密，具有较高的密度和较好的附着力。
3. 可用于多种材料：PVD方法可以用于沉积多种材料的薄膜，包括金属、合金、氧化物等。
4. 无需溶剂：PVD方法是一种无溶剂的沉积方法，对环境友好。
PVD方法在许多领域都有广泛应用，包括电子器件、光学薄膜、防腐蚀涂层等。
pvd 物理气相沉积工艺
pvd 物理气相沉积工艺
PVD物理气相沉积工艺是一种常用的薄膜制备技术，广泛应用于微电子、光电子、材料科学等领域。
它采用物理方式将固态材料转化为气相，再通过各种方法沉积到基底上，从而形成具有特定功能和性能的薄膜材料。
PVD物理气相沉积工艺有多种方法，其中最常见的包括磁控溅射、电弧离子镀、激光溅射等。
这些方法都基于相同的原理，即通过外加能量将材料转化为气态，然后将气态材料沉积到基底上。
在磁控溅射工艺中，通过在真空环境下施加磁场，使金属靶材表面的原子被电子轰击击碎，并以高速运动的方式沉积到基底上。
这种方法可以制备出高质量、致密的薄膜，具有优异的粘附力和膜层均匀性。
电弧离子镀工艺则利用电弧放电产生的高能离子束，在真空环境下将金属靶材表面的原子击碎并沉积到基底上。
电弧离子镀工艺可以制备出具有较高密度和较高结晶度的薄膜，适用于制备金属薄膜和复合薄膜。
激光溅射工艺则利用激光束对靶材进行照射，将靶材表面的原子击碎并沉积到基底上。
激光溅射工艺具有高度的可控性和可重复性，可以制备出高质量、高纯度的薄膜，广泛应用于光学薄膜、显示器件等领域。
PVD物理气相沉积工艺具有许多优点，例如制备过程简单、操作方便、沉积速率高、薄膜质量好等。
它可以制备出各种材料的薄膜，如金属薄膜、合金薄膜、氧化物薄膜等，具有广泛的应用前景。
总的来说，PVD物理气相沉积工艺是一种重要的薄膜制备技术，具有广泛的应用领域和优势。
通过不同的方法和参数的选择，可以制备出具有不同性质和功能的薄膜材料，为各种领域的研究和应用提供了重要的支持和推动。
PVD处理
1. PVD简介PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
2. PVD技术的发展PVD技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。
最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层应用研究。
与CVD工艺相比，PVD工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD 工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。
目前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。
PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C等多元复合涂层。
3. 星弧涂层的PVD技术增强型磁控阴极弧：阴极弧技术是在真空条件下，通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态，从而完成薄膜材料的沉积。
增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用，将靶材表面的电弧加以有效地控制，使材料的离化率更高，薄膜性能更加优异。
过滤阴极弧：过滤阴极电弧(FCA )配有高效的电磁过滤系统，可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净，经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%，并且可以过滤掉大颗粒，因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。
磁控溅射：在真空环境下，通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基件上形成薄膜。
PVD简介（物理气相沉积）
PVD简介(物理气相沉积)PVD简介PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。
2. PVD镀膜和PVD镀膜机—PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。
对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。
我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
3. PVD镀膜技术的原理—PVD镀膜（离子镀膜）技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
4. PVD镀膜膜层的特点—采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。
5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类—PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。
6. PVD镀膜膜层的厚度—PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3μm ～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.3μm ～1μm ，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。
7. PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类—PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。
pvd是什么材料
pvd是什么材料PVD是什么材料。
PVD是物理气相沉积（Physical Vapor Deposition）的缩写，是一种常用的薄膜制备技术。
PVD薄膜技术是通过将材料加热至高温，使其蒸发或溅射，然后沉积到基底表面上，形成薄膜的一种方法。
PVD技术可以制备出具有优良性能的薄膜材料，广泛应用于各种领域，如电子、光学、机械等。
PVD薄膜技术主要包括蒸发法和溅射法两种。
蒸发法是将原料加热至蒸发温度，使其蒸发后沉积在基底表面，形成薄膜。
而溅射法则是通过向靶材轰击离子，使其溅射到基底表面上，形成薄膜。
这两种方法都能够制备出高质量的薄膜材料。
PVD薄膜技术具有许多优点。
首先，PVD薄膜具有优良的附着力和致密性，能够有效提高材料的硬度和耐磨性。
其次，PVD薄膜具有优异的化学稳定性和耐腐蚀性，能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
此外，PVD薄膜还具有优秀的光学性能和导热性能，适用于各种光学和电子器件的制备。
PVD薄膜技术在电子领域有着广泛的应用。
例如，PVD薄膜可用于制备导电膜、光学膜、防反射膜等。
在半导体工业中，PVD薄膜技术也被广泛应用于制备金属导线、隔离层、封装材料等。
此外，PVD薄膜还可以用于制备太阳能电池、光学镀膜、显示器件等。
除了电子领域，PVD薄膜技术还在机械领域有着重要的应用。
例如，PVD薄膜可用于制备刀具涂层、汽车零部件涂层、航空发动机涂层等。
这些涂层能够提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和导热性，延长材料的使用寿命，提高设备的性能。
总的来说，PVD薄膜技术是一种重要的表面工程技术，能够制备出具有优良性能的薄膜材料，广泛应用于电子、光学、机械等领域。
随着科学技术的不断发展，PVD薄膜技术将会有更广阔的应用前景，为各行各业的发展提供更多可能性。
PVD(物理气相沉积)
PVD(物理气相沉积)简介1. PVD简介PVD是英文Physical Vapor Deposition（物理气相沉积）的缩写，是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
2. PVD技术的发展PVD技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。
最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层应用研究。
与CVD工艺相比，PVD工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。
目前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。
PVD技术不仅提高了薄膜与刀具基体材料的结合强度，涂层成分也由第一代的TiN发展为TiC、TiCN、ZrN、CrN、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CNx、DLC和ta－C等多元复合涂层。
3. 星弧涂层的PVD技术增强型磁控阴极弧：阴极弧技术是在真空条件下，通过低电压和高电流将靶材离化成离子状态，从而完成薄膜材料的沉积。
增强型磁控阴极弧利用电磁场的共同作用，将靶材表面的电弧加以有效地控制，使材料的离化率更高，薄膜性能更加优异。
过滤阴极弧：过滤阴极电弧(FCA)配有高效的电磁过滤系统，可将离子源产生的等离子体中的宏观粒子、离子团过滤干净，经过磁过滤后沉积粒子的离化率为100%，并且可以过滤掉大颗粒，因此制备的薄膜非常致密和平整光滑，具有抗腐蚀性能好，与机体的结合力很强。
磁控溅射：在真空环境下，通过电压和磁场的共同作用，以被离化的惰性气体离子对靶材进行轰击，致使靶材以离子、原子或分子的形式被弹出并沉积在基件上形成薄膜。
物理气相沉积 相场法
物理气相沉积相场法
物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）是一种常
见的薄膜沉积技术，它利用物理过程将固体材料沉积到基底表面上。
PVD工艺通常包括蒸发、溅射和激发等步骤，通过这些步骤可以在
基底表面上形成具有特定性能和结构的薄膜。
PVD技术广泛应用于
半导体、光学薄膜、装饰涂层等领域。
而相场法（Phase Field Method）是一种数值模拟方法，用于
研究材料相变、界面演变等问题。
相场法基于对材料相场的描述，
通过偏微分方程来模拟材料微观结构的演化过程。
相场法可以模拟
多相流体、相变动力学、晶体生长等现象，因此在材料科学和凝聚
态物理领域得到了广泛的应用。
将物理气相沉积和相场法结合起来，可以实现对薄膜生长过程
的更加深入的理解和控制。
相场法可以用来模拟薄膜生长过程中的
晶体结构演变、界面动力学等现象，从而为优化PVD工艺提供理论
指导。
同时，PVD技术可以提供实验数据，验证相场模拟的准确性，从而相互印证，推动材料薄膜制备技术的发展。
总的来说，物理气相沉积和相场法各自在材料制备和数值模拟
领域有着重要的应用，结合起来可以为材料薄膜制备过程提供更深入的理论基础和技术支持。
这种多角度的结合有助于推动材料科学和工程领域的发展，促进新材料的研发和应用。
PVD(Sputter)介绍
PVD（Sputter）介绍
3、Sputter Coating成膜过程：溅射过程 是以动量传递的离子轰击为基础的动力学过 程。具有高能量的入射离子与靶原子产生碰 撞，通过能量传递，使靶原子获得一定动能 之后脱离靶材表面飞溅出来。 从溅射靶中出来的沉积粒子入射基体表 面之后，在基体表面上形成吸附原子后，它 便失去了在表面法线方向的动能，只具有与 表面水平方向相平行运动的动能。依靠这种 动能，吸附原子在表面上作不同方向的表面 扩散运动.在表面扩散过程中，单个吸附原子 间相互碰撞形成原子对之后才能产生凝结。 经过吸附、凝结、表面扩散迁移、碰撞结合 形成稳定晶核。然后再通过吸附使晶核长大 成小岛，岛长大后互相联结聚结，最后形成 连续状薄膜。
PVD（Sputter）介绍
2、电浆放电系统种类：电浆放电系统可分为以下几种— —热电阻式、电子束式、直流溅射、射频溅射、离子溅射、 镭射剥镀、分子束磊晶系统、冷阴极电弧电浆沉积； 3、溅镀的模型：图2中的母球代表被电离后的气体分子， 而红色各球则代表将被溅镀之靶材（Si、ITO&Ti等），图3则 代表溅镀后被溅射出的原子、分子等的运动情形；即当被加 速的离子与表面撞击后，通过能量与动量转移过程（如图4）， 低能离子碰撞靶时，不能从固体表面直接溅射出原子，而是 把动量转移给被碰撞的原子，引起晶格点阵上原子的链锁式 碰撞。这种碰撞将沿着晶体点阵的各个方向进行。同时，碰 撞因在原子最紧密排列的点阵方向上最为有效，结果晶体表 面的原子从邻近原子那里得到愈来愈大的能量，如果这个能 量大于原子的结合能，原子就从固体表面从各个方向溅射出 来；
PVD（Sputter）介绍
PVD（Sputter）介绍
1:PVD:即物理气相沉积(Physicql Vapor Deposition)的简称,包括真空蒸发镀膜,溅 射镀膜,离子束和离子助,外延膜沉积技术 等四大类. 2:PECVD:即等离子增强化学气相沉积 (Plasma-Enhanced Chmical vapor Deposition),其他还有LPCVD ,MOCVD, 等. APCVD
物理气相沉积
其他特点
低压环境；
其他气体分子对于气相分子的 散射作用较小，气相分子的运动路 径近似为一条直线； 气相分子在衬底上的沉积几率 接近100％。
物理气相沉积
物理气相沉积技术中ຫໍສະໝຸດ 为基本的两 种方法是蒸发法和溅射法：
蒸发法优点：
较高的沉积速度；
相对较高的真空度；
较高的薄膜纯度等。
溅射法特点
1. 合金薄膜化学成分容易控制； 2. 沉积层对衬底的附着力较好。 3. 各种现代技术促进了各种高速 溅射方法以及高纯靶材、高纯气体 制备技术的发展；这些都使得溅射 法制备的薄膜质量得到了很大的改 善：
溅射法
带电荷的离子在电场中加速后具有 一定动能，将离子引向被溅射的物质做 成的靶电极，在离子能量合适的情况下， 入射离子在与靶表面原子碰撞，将后者 溅射出来。
被溅射出来的原子有一定的动能， 并沿着一定的方向射向衬底，从而实现 薄膜的沉积。
溅射法
溅射在一定程度的真空系统中进行。
靶材是需要溅射的材料，作为阴极， 阳极接地，沉积时，真空室充入适当压 力的惰性气体，例如，以A r作为放电气 体时，其压力范围一般为0.1~10Pa。
物理气相沉积
物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)是利用某种物理过 程，如物质的热蒸发或在受到粒子 轰击时物质表面原子的溅射等现象， 实现物质原子从源物质到薄膜的可 控转移的过程。
物理气相沉积法特点
(1)需要使用固态的或者熔融态的物质 作为沉积过程的源物质；
(2)源物质经过物理过程而进入气相； (3)需要相对较低的气体压力环境； (4)在气相中及在衬底表面并不发生化 学反应。
新技术不断涌现
蒸发法和溅射法两种物理气相 沉积方法已经大量应用于各个技术 领域，在此基础上还开发出了许多 介于这两种方法之间新的薄膜沉积 技术。
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PVD简介
PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。
2. PVD镀膜和PVD镀膜机—
PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。
对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。
我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
3. PVD镀膜技术的原理—
PVD镀膜（离子镀膜）技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
4. PVD镀膜膜层的特点—
采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。
5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类—
PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。
6. PVD镀膜膜层的厚度—
PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3μm ～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.3μm ～1μm ，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。
7. PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类—
PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。
通过控制镀膜过程中的相关参数，可以控制镀出的颜色；镀膜结束后可以用相关的仪器对颜色进行测量，使颜色得以量化，以确定镀出的颜色是否满足要求。
8. PVD镀膜与传统化学电镀（水电镀）的异同—
PVD镀膜与传统的化学电镀的相同点是，两者都属于表面处理的范畴，都是通过一定的方式使一种材料覆盖在另一种材料的表面。
两者的不同点是：PVD镀膜膜层与工件表面的结合力更大，膜层的硬度更高，耐磨性和耐腐蚀性更好，膜层的性能也更稳定；PVD镀膜不会产生有毒或有污染的物质。
9. PVD镀膜技术目前主要应用的行业—
PVD镀膜技术的应用主要分为两大类：装饰镀膜和工具镀膜。
装饰镀的目的主要是为了改
善工件的外观装饰性能和色泽同时使工件更耐磨耐腐蚀延长其使用寿命；这方面主要应用五金行业的各个领域，如门窗五金、锁具、卫浴五金等行业。
工具镀的目的主要是为了提高工件的表面硬度和耐磨性，降低表面的摩擦系数，提高工件的使用寿命；这方面主要应用在各种刀剪、车削刀具（如车刀、刨刀、铣刀、钻头等等）、各种五金工具（如螺丝刀、钳子等）、各种模具等产品中。
10. PVD镀膜（离子镀膜）技术的主要特点和优势—
和真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜相比较，PVD离子镀膜具有如下优点：
1 ．膜层与工件表面的结合力强，更加持久和耐磨
2 ．离子的绕射性能好，能够镀形状复杂的工件
3 ．膜层沉积速率快，生产效率高
4 ．可镀膜层种类广泛
5 ．膜层性能稳定、安全性高（获得FDA认证，可植入人体）
比较项目真空蒸发镀膜真空溅射镀膜真空离子镀膜
压强（×133Pa） 10E-5~10E-6 0.15~0.02 0.02~0.005
粒子能量
中性 0.1~1eV 1~10eV 0.1~1eV
离子－－数百到数千
沉淀速率（微米/ 分）0.1~70 0.01~0.5 0.1~50
绕射性差较好好
附着能力不太好较好很好
薄膜致密性密度低密度高密度高
薄膜中的气孔低温时较多少少
内应力拉应力压应力压应力。