Vakuumihöyrystysprosessit

Vakuumihöyrystysprosessit, tunnetaan myös nimellä Physical Vapor Deposition (PVD), ovat joukko ohutkalvojen kasvatusmenetelmiä, joissa materiaalia höyrystetään tyhjiössä ja annetaan sen kondensoitua substraatin pinnalle ohuena kalvona. Nämä prosessit soveltuvat laajasti eri materiaalien, kuten metallien, puolijohteiden ja eristeiden, kerrostamiseen. Tyhjiöympäristö on välttämätön, jotta höyrystynyt materiaali voi kulkeutua lähteestä substraattiin ilman merkittäviä törmäyksiä ilmamolekyylien kanssa, mikä takaa kalvon tasaisuuden ja puhtauden.

Yleisimpiä vakuumihöyrystysmenetelmiä ovat terminen höyrystys ja elektronisuihkuhöyrystys. Termisessä höyrystyksessä materiaali kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, kunnes se alkaa höyrystyä. Elektronisuihkuhöyrystyksessä puolestaan voimakas elektronisuihku kohdistetaan materiaaliin, mikä aiheuttaa sen höyrystymisen. Toinen merkittävä menetelmä on sputterointi, jossa inerttikaasun ionit iskevät materiaalin pintaan, irrottaen siitä atomeja, jotka sitten kondensoituvat substraatille.

Vakuumihöyrystysprosessien etuja ovat tarkka kalvon paksuuden hallinta, kyky kerrostaa monimutkaisiakin materiaaleja ja suhteellisen alhaiset prosessilämpötilat verrattuna joihinkin kemiallisiin menetelmiin. Nämä prosessit ovat keskeisiä monilla korkean teknologian aloilla, kuten puolijohdeteollisuudessa, optiikassa, koristepinnoitteissa ja lääketieteellisissä laitteissa. Kalvojen ominaisuudet, kuten tiheys, kide-rakenne ja tarttuvuus, riippuvat voimakkaasti prosessiparametreista, kuten lämpötilasta, paineesta ja substraatin esikäsittelystä.