Den viktigaste skillnaden mellan PVD och CVD är att beläggningsmaterialet i PVD är i fast form medan det i CVD är i gasform.
PVD och CVD är beläggningstekniker som vi kan använda för att avsätta tunna filmer på olika underlag. Beläggning av underlag är viktigt vid många tillfällen. Beläggning kan förbättra substratets funktionalitet; introducera ny funktionalitet på underlaget, skydda det från skadliga yttre krafter etc. så det här är viktiga tekniker. Även om båda processerna delar liknande metoder, finns det få skillnader mellan PVD och CVD; därför är de användbara i olika fall.
Vad är PVD?
PVD är fysisk ångavsättning. Det är huvudsakligen en förångningsbeläggningsteknik. Denna process innefattar flera steg. Vi gör dock hela processen under vakuumförhållanden. För det första bombarderas det fasta prekursormaterialet med en elektronstråle, så att det kommer att ge atomer av det materialet.
Figur 01: PVD-apparat
För det andra kommer dessa atomer sedan in i reaktionskammaren där beläggningssubstratet finns. Där, under transport, kan atomerna reagera med andra gaser för att producera ett beläggningsmaterial eller så kan atomerna själva bli beläggningsmaterialet. Slutligen avsätter de sig på underlaget och ger ett tunt lager. PVD-beläggning är användbar för att minska friktionen, eller för att förbättra ett ämnes oxidationsbeständighet eller för att förbättra hårdheten, etc.
Vad är CVD?
CVD är kemisk ångavsättning. Det är en metod att avsätta fast material och bilda en tunn film av gasformigt material. Även om denna metod liknar PVD, finns det en viss skillnad mellan PVD och CVD. Dessutom finns det olika typer av CVD såsom laser CVD, fotokemisk CVD, lågtrycks CVD, metallorganisk CVD, etc.
I CVD belägger vi material på ett substratmaterial. För att göra denna beläggning måste vi skicka beläggningsmaterialet till en reaktionskammare i form av ånga vid en viss temperatur. Där reagerar gasen med substratet, eller så sönderfaller den och avsätts på substratet. Därför behöver vi i en CVD-apparat ha ett gastillförselsystem, reaktionskammare, substratladdningsmekanism och en energileverantör.
Dessutom sker reaktionen i ett vakuum för att säkerställa att det inte finns några andra gaser än den reagerande gasen. Ännu viktigare är att substrattemperaturen är kritisk för att bestämma avsättningen; därför behöver vi ett sätt att kontrollera temperaturen och trycket inuti apparaten.
Figur 02: A Plasma Assisted CVD Apparatus
Slutligen bör apparaten ha ett sätt att ta bort överflödigt gasformigt avfall. Vi måste välja ett flyktigt beläggningsmaterial. På samma sätt måste den vara stabil; sedan kan vi omvandla det till gasfasen och sedan belägga på substratet. Hydrider som SiH4, GeH4, NH3, halogenider, metallkarbonyler, metallalkyler och metallalkoxider är några av prekursorerna. CVD-teknik är användbar för att producera beläggningar, halvledare, kompositer, nanomaskiner, optiska fibrer, katalysatorer, etc.
Vad är skillnaden mellan PVD och CVD?
PVD och CVD är beläggningstekniker. PVD står för fysisk ångdeposition medan CVD står för kemisk ångdeposition. Den viktigaste skillnaden mellan PVD och CVD är att beläggningsmaterialet i PVD är i fast form medan det i CVD är i gasform. Som en annan viktig skillnad mellan PVD och CVD kan vi säga att i PVD-tekniken rör sig atomer och avsätts på substratet medan i CVD-tekniken kommer de gasformiga molekylerna att reagera med substratet.
Dessutom finns det en skillnad mellan PVD och CVD i deponeringstemperaturerna. Det är; för PVD avsätts det vid en relativt låg temperatur (cirka 250°C~450°C) medan det för CVD avsätts vid relativt höga temperaturer i intervallet 450°C till 1050°C.
Sammanfattning – PVD vs CVD
PVD står för fysisk ångdeposition medan CVD står för kemisk ångdeposition. Båda är beläggningstekniker. Den viktigaste skillnaden mellan PVD och CVD är att beläggningsmaterialet i PVD är i fast form medan det i CVD är i gasform.
