Fysisk ångavsättning (PVD) är en process som används för att skapa tunna filmer genom att överföra ett målmaterial till ett substrat. Överföringen uppnås genom rent fysikaliska medel till skillnad från kemisk ångavsättning, som använder kemiska reaktioner för att skapa de tunna filmerna. Halvledare, datorchips, cd-skivor (CD-skivor) och digitala videoskivor (DVD-skivor) skapas vanligtvis av denna process.
Det finns tre huvudtyper av fysisk ångavsättning: förångning, förstoftning och gjutning. Indunstningstekniker börjar med att placera målmaterialet i en vakuumkammare, vilket minskar trycket och ökar avdunstningshastigheten. Materialet upphettas sedan till kokning, och de gasformiga partiklarna av målmaterialet kondenserar på ytorna av kammaren, inklusive på substratet.
De två huvudsakliga uppvärmningsmetoderna för fysisk ångavsättning genom förångning är elektronstråleuppvärmning och resistiv uppvärmning. Under elektronstråleuppvärmning riktas en elektronstråle mot ett specifikt område på målmaterialet, vilket gör att området värms upp och förångas. Denna metod är bra för att kontrollera de specifika områden av målet som ska förångas. Under resistiv uppvärmning placeras målmaterialet i en behållare, vanligtvis gjord av volfram, och behållaren värms upp med en hög elektrisk ström. Uppvärmningsmetoden som används under förångningsfysikalisk ångavsättning varierar beroende på målmaterialets natur.
Sputtringsprocesser börjar också med målmaterialet i en vakuumkammare, men målet bryts upp av gasplasmajoner snarare än genom avdunstning eller kokning. Under processen går en ström genom en gasplasma, vilket gör att positiva katjoner bildas. Dessa katjoner bombarderar målmaterialet och slår bort små partiklar som färdas genom kammaren och avsätts på substratet.
Liksom förångning varierar sputtertekniken beroende på målmaterialet. Vissa kommer att använda likströms (DC) strömkällor, medan andra kommer att använda radiofrekvens (RF) strömkällor. Vissa sputtersystem använder också magneter för att styra jonernas rörelse, medan andra kommer att ha en mekanism för att rotera målmaterialet.
Gjutning är en annan huvudmetod för fysisk ångavsättning, och den används oftast för
polymer
målmaterial och för fotolitografi. Under denna process löses målmaterialet i en
lösningsmedel
för att bilda en vätska som antingen sprayas eller snurras på substratet. Spinning innebär att vätskan sprids ut på det plana underlaget, som sedan snurras tills ett jämnt lager bildas. När lösningsmedlet avdunstar är den tunna filmen komplett.