تاریخچه پوشش PVD

منشاء مدت رسوب فیزیکی Vapour، PVD
مدت فیزیکی vapour رسوب، به نظر می رسد PVD اصل توسط نویسنده CF پاول JH Oxley و JM Blocher جونیور در خود کتاب 1966 "تبخیر" نامیده شده اند. با این حال PVD فرآیندهای بسیار زودتر اختراع شد.

توسعه تکنولوژی خلاء، برق و مغناطیس و گازی شیمی 
تاریخچه PVD با توسعه تکنولوژی خلاء کشف الکتریسیته و مغناطیس و درک شیمی گازی است.

تکنولوژی خلاء تب و تاب بودن ترشحات و پوشش دهی الکترواستاتیک
اولین نوع پیستون پمپ خلاء توسط اتو ون Guericke برای پمپ کردن آب از معادن عنوان 1640 اختراع شد. با این حال اولین کسی به استفاده از پمپ خلاء قادر به تب و تاب بودن تخلیه (پلاسما) در "لوله خلاء" محمد فارادی در سال 1838 است که با استفاده از آلیاژ برنج و خلاء تور حدود 2 بود. در سال 1852 بیشه W.R. اولین بار به مطالعه چه "اگر چه دیگران اثر تب و تاب بودن ترشحات تحصیل مشاهده کرده بودند به عنوان پوشش دهی الکترواستاتیک" معروف شد. گراو نوک سیم استفاده می شود به عنوان منبع پوشش و sputtered سپرده بر روی سطح بسیار براق نقره ای نزدیک سیم در فشار مورد 0.5 تور برگزار شد. زمانی که آن آند و کاتد مدار الکتریکی سیم شد او را پوشش بر روی سطح نقره ای اشاره کرد. 1858 رایت پروفسور A.W. از دانشگاه ییل چاپ مقاله در مجله آمریکایی علم و هنر استفاده از "دستگاه رسوب الکتریکی" که او برای ایجاد آینه. این شکل از رسوب ممکن است تبخیر قوس بر اساس به جای پوشش دهی الکترواستاتیک به عنوان دفتر ثبت اختراع ایالات متحده نقل کار خود را در هنگام درخواست حق ثبت اختراع ادیسون T. برای تجهیزات خلاء پوشش سپرده پوشش در phonographs سیلندر موم خود را قبل از به چالش کشیدن آبکاری بعدی. ادیسون با موفقیت استدلال می کنند در حالی که فرایند رایت، پالس قوس اختراع خود بود قوس مستمر. ادیسون بنابراین می تواند به فرد اول تجاری را با استفاده از پوشش دهی الکترواستاتیک گفت.

الکتریسیته و مغناطیس
در اواخر دهه 1930 Penning توسعه "تله الکترون" به الکترون ها در نزدیک سطح استفاده از ترکیب الکتریکی و میدان مغناطیسی محدود. این ترکیب الکتریکی و میدان مغناطیسی یونیزاسیون پلاسما در نزدیکی سطح افزایش یافته و پس از آن مخترع نامگذاری شد "Penning تخلیه". Penning اختراع خود را با خشم ادا کردن از داخل سیلندر استفاده می شود. این توسعه مهم در تاریخ از پوشش دهی الکترواستاتیک و مجنترنس اساسی است.

فشار پایین ولتاژ پایین تر و بالاتر از نرخ رسوب
چنین ترکیبی از الکتریکی و میدان مغناطیسی اجازه پوشش دهی الکترواستاتیک در فشارهای پایین تر و ولتاژهای پایین تر و در نرخ رسوب بالاتر از پیش ممکن است با پوشش دهی الکترواستاتیک DC بدون ربا انجام می شود. تغییرات مجنترنس Penning پس از آن توسعه یافته اند، ویژه پست کاتد مجنترنس اختراع توسط Penfold و تورنتون در 1970s و Mattox، Cuthrell، Peeples و Dreike در اواخر 1980s.

RF پوشش دهی الکترواستاتیک
استفاده از فرکانس رادیویی RF با خشم ادا کردن مواد در سال 1960 مورد بررسي قرار گرفت. Davidse و Maiseel RF استفاده می شود به فیلمهای دی الکتریک هدف دی الکتریک در سال 1966 تولید پوشش دهی الکترواستاتیک. در سال 1968 Hohenstein شیشه ای با استفاده از RF و فلزات (آل, Cu, Ni) با دی سی، به فرم cermet مقاومت فیلم همکاری sputtered. RF با خشم ادا کردن رسوب گسترده برای PVD تجاری چند دلیل استفاده نمی شود. دلایل عمده اقتصادی به استفاده از منابع قدرت RF بزرگ را به دلیل هزینه های بالای خود و این واقعیت که شما معرفی به درجه حرارت بالا به علت تعصب خود ولتاژ بالا مربوط به قدرت RF به عایق است هستند.

پوشش دهی الکترواستاتیک تاير و پوشش دهی الکترواستاتیک triode
در سال 1962 Wehner اختراع فرایند عمدی بمباران همزمان "قبل و در طول" را با خشم ادا کردن رسوب با استفاده از یک برنامه ریزی "تعصب رسوب با خشم ادا کردن" و یون های جیوه برای بهبود رشد epitaxial فیلم های سیلیکون در بسترهای ژرمانیم. بعدها این فرایند به عنوان پوشش دهی الکترواستاتیک تاير معروف شد. Triode پوشش دهی الکترواستاتیک پیکربندی پلاسما کمکی تولید نزدیک کاتد سبتّرنج thermoelectron ساطع الکترود و پلاسما مغناطیسی محدود استفاده می کند. این پیکربندی برای افزایش سطح یونیزاسیون در پلاسما استفاده می شد اما با توسعه پوشش دهی الکترواستاتیک مجنترنس منسوخ شد.

مجنتر اجاق "حلقه بسته"
اثر میدان مغناطیسی بر مدار الکترونها حتی قبل از کار Penning را متوجه شده بود و مطالعات ادامه داد: پس از Penning کار خود را منتشر. ترشحات Penning اولیه میدان مغناطیسی است که درجه به سطح هدف سبتّرنج استفاده می شود. منابع مجنترنس است که با استفاده از میدان مغناطیسی است که ظهور و وارد نمودن مجدد سطح در الگوی "حلقه بسته" می تواند مورد استفاده قرار گیرد به محدود الکترون نزدیک سطح در الگوی بسته ("مسیر مسابقه"). این الکترون ها محدود تولید پلاسما چگالی بالا نزدیک سطح و در حال توسعه "مجنترنس سطح" تنظیمات از 1960s و 1970s پوشش دهی الکترواستاتیک استفاده شد.

"S-تفنگ" و مسطح مجنتر اجاق
در سال 1968 کلارک منبع سبتّرنج با استفاده از تونل های مغناطیسی در داخل سطح استوانه ای توسعه یافته. این منبع به عنوان "با خشم ادا کردن تفنگ" یا "S-تفنگ" معروف شد. تنظیمات مجنترنس مختلف از جمله مجنترنس مسطح توسط Corbani به ثبت رسانده بودند. Chapin نیز منبع مسطح مجنترنس توسعه در سال 1974 و با مخترع منبع سبتّرنج مجنترنس مسطح بودن اعتبار است. مزیت عمده ای از این منابع سبتّرنج مجنترنس بودند که آنها می تواند منبع عمر طولانی، سرعت بالا، بزرگ منطقه، دمای پایین vapourization است که قادر به عامل در کاهش فشار گاز است و ارائه نرخ های بالاتر سبتّرنج از ارائه منابع سبتّرنج نگیر. با این ویژگی برتر پوشش دهی الکترواستاتیک مجنترنس ترین گسترده گسترش PVD پوشش روش شد.

واکنشگر پوشش دهی الکترواستاتیک
مدت پوشش دهی الکترواستاتیک واکنش Veszi در سال 1953 معرفی شد. واکنش با خشم ادا کردن رسوب نیترید تانتال مقاومت نازک برنامه اولیه بود. اما آن را تا اواسط-1970s که reactively با خشم ادا کردن-سپرده پوشش سخت در ابزار شروع به توسعه نیست و آنها به صورت تجاری در دسترس در اوایل 1980s شد.

مجنترنس نامتعادل و ترتیب مجنترنس "میدان بسته"
یکی از معایب این منابع مجنترنس اوایل که پلاسما به طور موثر در نزدیکی سطح هدف سبتّرنج به دام افتاده بود. این معنای که گازهای واکنشی نیست به طور موثر در نزدیکی بستر جدا شود می تواند و بمباران یون بستر در کیفیت پایین فیلم کم نتیجه بود. مشکل با اضافه کردن منابع کمکی یونیزاسیون یا با استفاده از RF تا حدی حل می شد. اختراع مجنترنس نامتعادل توسط ویندوز و Savvides در سال 1986 راه حل بهتری ارائه می گردد. مجنترنس نامتعادل اجازه می دهد تا برخی از الکترون ها به فرار از confining E x میدان B و پلاسما در مناطق دور از سطح هدف ایجاد. منطقه تولید پلاسما می تواند قابل توجهی افزایش یافته هنگام فرار میدان های مغناطیسی نشان میدهد به دیگر مجنترنس نامتعادل (شمال تا قطب جنوب) منابع.

ساختار پوشش و مورفولوژی
با اختراع میکروسکوپ الکترونی اسکن، عشق و دوستی در سال 1965 مورفولوژی رشد پوشش سپرده مورد بررسی قرار داد. منتشر شده در سال 1977 تورنتون "ساختار مدل منطقه" الگو (SZM) پس از Movchin و Demichin نمودار برای پوشش یددار. این نمودار به عنوان "نمودار تورنتون" شناخته شده است و نشان می دهد رابطه مورفولوژی پوشش رسوب دما و فشار در محفظه سبتّرنج. بنابراین نمودار نشان دهنده درجه البته فشار سبتّرنج شار و انرژی خنثی انرژی بالا منعکس شده از کاتد سبتّرنج تعیین می کند که سرمایه گذاری مواد توسط ذرات پر انرژی در رسوب بمباران. در سال 1984 Messier گیری و Roy بیشتر ساختار مدل منطقه تصفیه شده.