PVD ve CVD arasındaki temel fark, PVD'deki kaplama malzemesinin katı haldeyken CVD'de gaz halinde olmasıdır.
PVD ve CVD, çeşitli alt tabakalar üzerine ince filmler yerleştirmek için kullanabileceğimiz kaplama teknikleridir. Alt tabakaların kaplanması birçok durumda önemlidir. Kaplama, alt tabakanın işlevselliğini iyileştirebilir; alt tabakaya yeni işlevsellik kazandırmak, onu zararlı dış kuvvetlerden korumak vb. bu nedenle bunlar önemli tekniklerdir. Her iki süreç de benzer metodolojileri paylaşsa da, PVD ve CVD arasında çok az fark vardır; bu nedenle, farklı durumlarda faydalıdırlar.
PVD nedir?
PVD fiziksel buhar biriktirmedir. Esas olarak bir buharlaştırma kaplama tekniğidir. Bu süreç birkaç adım içerir. Ancak tüm işlemi vakum şartlarında yapıyoruz. İlk olarak, katı öncü malzeme, o malzemenin atomlarını verecek şekilde bir elektron demeti ile bombardımana tutulur.
Şekil 01: PVD Aparatı
İkincisi, bu atomlar daha sonra kaplama substratının bulunduğu reaksiyon odasına girer. Orada, taşınırken, atomlar bir kaplama malzemesi üretmek için diğer gazlarla reaksiyona girebilir veya atomların kendileri kaplama malzemesi haline gelebilir. Son olarak, alt tabaka üzerinde ince bir tabaka oluşturarak birikir. PVD kaplama, sürtünmeyi az altmada veya bir maddenin oksidasyon direncini iyileştirmede veya sertliği iyileştirmede vb. faydalıdır.
CVD nedir?
CVD kimyasal buhar biriktirmedir. Gaz fazlı malzemeden katı biriktirme ve ince bir film oluşturma yöntemidir. Bu yöntem PVD'ye biraz benzese de, PVD ve CVD arasında bazı farklar vardır. Ayrıca lazer CVD, fotokimyasal CVD, düşük basınçlı CVD, metal organik CVD, vb. gibi farklı CVD türleri vardır.
CVD'de, bir alt tabaka malzemesinin üzerine malzeme kaplıyoruz. Bu kaplamayı yapabilmek için kaplama malzemesini belli bir sıcaklıkta buhar şeklinde bir reaksiyon odasına göndermemiz gerekiyor. Orada, gaz substrat ile reaksiyona girer veya ayrışır ve substrat üzerinde birikir. Bu nedenle, bir CVD aparatında bir gaz dağıtım sistemine, reaksiyon odasına, substrat yükleme mekanizmasına ve bir enerji tedarikçisine sahip olmamız gerekir.
Ayrıca, reaksiyona giren gazdan başka gaz olmadığından emin olmak için reaksiyon bir vakumda gerçekleşir. Daha da önemlisi, substrat sıcaklığı, çökeltmeyi belirlemek için kritik öneme sahiptir; bu nedenle, aparatın içindeki sıcaklığı ve basıncı kontrol etmenin bir yoluna ihtiyacımız var.
Şekil 02: Plazma Destekli CVD Aparatı
Son olarak, aparatın fazla gaz halindeki atığı çıkaracak bir yolu olmalıdır. Uçucu bir kaplama malzemesi seçmemiz gerekiyor. Benzer şekilde, kararlı olması gerekir; sonra onu gaz fazına dönüştürebilir ve daha sonra substrat üzerine kaplayabiliriz. SiH4, GeH4, NH3, halojenürler, metal karboniller, metal alkiller ve metal alkoksitler gibi hidritler öncülerden bazılarıdır. CVD tekniği kaplamalar, yarı iletkenler, kompozitler, nanomakineler, optik fiberler, katalizörler vb. üretiminde faydalıdır.
PVD ve CVD Arasındaki Fark Nedir?
PVD ve CVD kaplama teknikleridir. PVD, fiziksel buhar biriktirme anlamına gelirken, CVD kimyasal buhar biriktirme anlamına gelir. PVD ve CVD arasındaki temel fark, PVD'deki kaplama malzemesinin katı formda, CVD'de ise gaz halinde olmasıdır. PVD ve CVD arasındaki bir diğer önemli fark olarak, PVD tekniğinde atomların altlık üzerinde hareket ettiğini ve biriktiğini, CVD tekniğinde ise gaz halindeki moleküllerin alt tabaka ile reaksiyona gireceğini söyleyebiliriz.
Ayrıca, biriktirme sıcaklıklarında da PVD ve CVD arasında bir fark vardır. Yani; PVD için nispeten düşük bir sıcaklıkta (250°C~450°C civarında) çökelirken, CVD için 450°C ila 1050°C aralığında nispeten yüksek sıcaklıklarda çökelir.
Özet – PVD vs CVD
PVD fiziksel buhar biriktirme, CVD ise kimyasal buhar biriktirme anlamına gelir. Her ikisi de kaplama teknikleridir. PVD ve CVD arasındaki temel fark, PVD'deki kaplama malzemesinin katı haldeyken CVD'de gaz halinde olmasıdır.
