물리적 기상 증착(PVD)은 재료의 박막을 기판 위에 증착하는 데 사용되는 공정입니다.
이 공정은 고체 물질을 증기 상태로 변환한 다음 다시 기판 위에 고체 형태로 응축하는 과정을 포함합니다.
이 과정은 에너지를 저장하기 위해 화학 반응을 사용하지 않고 다양한 물리적 메커니즘을 통해 이루어집니다.
4가지 주요 단계 설명
1. 재료를 증기로 변환
PVD에서 증착할 재료는 처음에 고체 형태로 증착된 후 증기로 변환됩니다.
이는 일반적으로 재료를 승화 온도까지 가열하거나 스퍼터링과 같은 물리적 방법을 사용하여 수행됩니다.
스퍼터링에서 원자는 운동량 교환을 통해 고체 또는 액체 소스에서 방출됩니다.
다른 방법으로는 강력한 레이저 펄스, 아크 또는 이온/전자 충격을 사용하는 방법이 있습니다.
2. 증기 운송
기화된 물질은 소스에서 기판까지 저압 영역을 가로질러 운반됩니다.
이 단계에서는 증기가 대기 가스의 간섭 없이 자유롭게 이동할 수 있도록 제어된 환경, 즉 진공 챔버가 필요합니다.
3. 기판의 응축
증기가 기판에 도달하면 응축되어 얇은 필름을 형성합니다.
이 필름의 두께는 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 1~10µm 범위일 수 있습니다.
응축 공정은 최종 필름의 품질과 특성을 결정하기 때문에 매우 중요합니다.
4. 응용 분야 및 기술
PVD는 다양한 산업 분야에서 내마모성, 내식성, 전기 전도성 등 기판의 특성을 향상시키는 코팅 용도로 사용됩니다.
PVD의 세 가지 주요 유형에는 스퍼터링, 증착 및 이온 도금이 있으며, 각각은 감압된 분위기에서 제어된 분위기에서 작동합니다.
이러한 기술은 직접 증착 또는 증기/플라즈마 단계에서 코팅 재료와 반응성 가스 사이에 화학 반응이 일어나는 반응성 공정에 사용할 수 있습니다.
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