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  • PVD vs CVD
    Dec 25, 2017

    Para discutir las diferencias entre los procesos químicos y físicos de deposición de vapor, necesitamos describirlos.


    Deposición química de vapor (CVD) : un precursor se introduce en una cámara de reacción y se controla mediante reguladores de flujo equilibrado y válvulas de control. Las moléculas precursoras pasan por el sustrato, se introducen en la capa límite y se depositan en la superficie del sustrato.


    La Deposición Física de Vapor (PVD) consta de diferentes métodos, como la evaporación, la pulverización catódica y la epitaxia de haz molecular (MBE).


    Evaporación: el material se calienta a una fase gaseosa, donde luego se difunde a través del vacío hacia el sustrato.


    Sputtering: el plasma se genera primero; este plasma contiene iones de argón y electrones. A continuación, los átomos del objetivo son expulsados ​​después de ser golpeados por iones de argón. Los átomos del objetivo luego viajan a través del plasma y forman una capa en el sustrato.


    Epitaxia de haz molecular: El sustrato se limpia y se carga en una cámara que se evacua y se calienta para eliminar los contaminantes de la superficie y endurecer la superficie del sustrato. Los rayos moleculares emiten una pequeña cantidad de material de origen a través de un obturador, que luego se acumula en el sustrato.


    Ventajas y desventajas  

    Dependiendo de la aplicación, existen argumentos sólidos para el uso de cualquiera de los procesos (PVD o CVD). Una razón para utilizar un proceso físico de deposición de vapor (como pulverización catódica) en lugar de deposición de vapor químico es el requisito de temperatura. Los procesos de CVD se ejecutan a temperaturas mucho más altas que los procesos de PVD, generalmente entre 300 ° C y 900 ° C. Este calor es suministrado por un horno, una bobina de RF o un láser, pero siempre calienta el sustrato. Los sustratos que no pueden tolerar esta temperatura deben tener películas delgadas depositadas por la forma física de deposición de vapor. El beneficio de la temperatura del sustrato en algunos procesos de CVD es que hay menos deposición de residuos, especialmente en reactores de pared fría, porque solo las superficies calentadas están recubiertas. Con el uso de un sistema de calentamiento por láser, el proceso de deposición de vapor químico se vuelve selectivo a la trayectoria del láser; esto es una clara ventaja sobre los métodos físicos de deposición de vapor como el sputtering. La epitaxia de haz molecular (proceso PVD) tiene una clara ventaja de control a nivel atómico de la composición química, el espesor de la película y la nitidez de transición. Este proceso es relativamente más costoso, pero vale la pena el costo adicional para las aplicaciones que exigen una mayor precisión. Sputtering (proceso de PVD) no requiere el uso de materiales precursores especializados como se usan en CVD. Sputtering tiene una gama más amplia de materiales disponibles para la deposición. Otra ventaja de la deposición física de vapor sobre la deposición de vapor químico es la cuestión de seguridad de los materiales que se utilizan para la deposición de vapor químico. Se sabe que algunos precursores y algunos subproductos son tóxicos, pirofóricos o corrosivos. Esto puede causar problemas con el manejo y almacenamiento de materiales. Hay aplicaciones que podrían usar cualquier método de deposición con éxito. Sin embargo, un ingeniero experimentado podría recomendar fácilmente la deposición de vapor químico o físico para un trabajo basado en criterios como el costo, el grosor de la película, la disponibilidad del material fuente y el control de la composición.