十种物理气相沉积 (PVD) 技术

薄膜沉积 是半导体制造过程中非常重要的技术，它是涉及原子的吸附、吸附的原子在表面的扩散以及原子在适当位置的团聚从而逐渐形成薄膜并生长的一系列过程。薄膜沉积工艺分为两大类： 物理气相沉积 和化学气相沉积。物理气相沉积的原理大致可分为蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀膜，具体包括MBE等各种镀膜技术。目前， 物理气相沉积技术 不仅可以沉积金属和合金薄膜，还可以沉积化合物、陶瓷、半导体、聚合物薄膜等。

随着技术的发展， PVD技术 不断发展，针对某些应用出现了许多专门的技术，以下是各种PVD技术的概述。

真空蒸发镀膜技术

真空蒸发镀膜 是在真空条件下，通过蒸发器对被蒸发材料进行加热，使其升华，将蒸发粒子流直接射向基材，沉积在基材上形成固体薄膜，或加热蒸发镀膜材料的真空镀膜方法。

电子束气相沉积技术

电子束气相沉积是的一种 物理气相沉积。与传统气相沉积不同，电子束气相沉积利用电磁场以高能电子精确轰击坩埚，使靶材熔化并沉积在基材上。

与电阻气相沉积相比，电子束气相沉积的主要优点在于，它为待蒸发的材料提供更高的热量，因此具有更快的气相沉积速率，并且电子束精确定位以避免坩埚材料的蒸发和污染。

溅射镀膜技术

溅射镀膜技术是一种通过用称为溅射的离子轰击表面来将目标原子从目标中敲出的现象。溅射产生的原子沉积在基材表面，形成薄膜，称为溅射涂层。通常采用气体放电产生气体电离，其正离子在电场作用下高速轰击阴极靶材，将阴极靶材的原子或分子击落，沉积在待镀基材表面形成薄膜。

射频溅射技术

射频溅射是的一种 溅射镀膜技术。采用交流电源代替直流电源构成交流溅射系统。由于常用的交流电源的频率在RF频段，例如13.56MHz，所以称为RF溅射。

磁控溅射技术

磁控溅射是的一种 PVD（物理气相沉积）技术 ，是制备薄膜材料最重要的方法之一。它利用带电粒子在电场中加速时具有一定动能的特性，将离子引导向由溅射材料制成的靶电极（阴极），溅射出靶原子，使其按一定方向向基体运动，沉积在基体上形成薄膜。磁控溅射设备可以控制涂层厚度和均匀性，制备的薄膜致密、结合力强、纯净。该技术已成为制备各种功能薄膜的重要工具。

离子镀膜技术

离子镀是在真空蒸发镀和溅射镀的基础上发展起来的一种新型镀膜技术，将各种气体放电方法引入气相沉积领域，整个气相沉积过程在等离子体中进行，包括磁控溅射离子镀、反应性离子镀、空心阴极放电离子镀 （空心阴极气相镀法） 、多弧离子镀（阴极电弧离子镀）等。离子镀大大增加了膜层中粒子的能量，使膜层具有更好的性能。扩大“薄膜”的应用领域。它是一项快速发展和流行的新技术。

多弧离子镀 (MAIP)

多弧离子镀是一种利用从阴极电弧辉点发射的阴极材料离子的电弧放电，直接在固体阴极靶上蒸发金属，从而在基材表面沉积薄膜的方法。

分子束外延 (MBE)

分子束外延（MBE）是一种新发展起来的外延薄膜生产方法，是在晶体衬底上生长高质量晶体薄膜的新技术。在超高真空条件下，通过加热装有所需组件的炉子产生分子或原子束，通过小孔准直，并在适当的温度下直接喷射到单晶基板上，同时光束以受控的方式对基板进行扫描，使分子或原子以晶体排列方式逐层“生长”，从而在基板上形成薄膜。

脉冲激光沉积 (PLD)

脉冲激光沉积（PLD），也称为脉冲激光烧蚀（PLA），是一种利用激光轰击物体，然后将轰击材料沉积到不同基材上以获得沉积物或薄膜的手段。

激光分子束外延 (L-MBE)

激光分子束外延（L-MBE）是近年来发展起来的一种新型薄膜制备技术，将分子束外延与分子束外延条件下的脉冲激光沉积和激光蒸发镀膜相结合。

L-MBE是一种改进的MBE方法，结合了PLD的高瞬时沉积速率（无需考虑组分挥发的热平衡等）和MBE的实时检测能力。