Differenza tra PVD e CVD

Il differenza fondamentale tra PVD e CVD è quello il materiale di rivestimento in PVD è in forma solida mentre in CVD è in forma gassosa.

PVD e CVD sono tecniche di rivestimento, che possiamo usare per depositare film sottili su vari substrati. Il rivestimento dei substrati è importante in molte occasioni. Il rivestimento può migliorare la funzionalità del substrato; introdurre nuove funzionalità sul substrato, proteggerlo da forze esterne dannose, ecc. quindi queste sono tecniche importanti. Sebbene entrambi i processi condividano metodologie simili, vi sono poche differenze tra PVD e CVD; quindi, sono utili in diverse istanze.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è il PVD
3. Cos'è la CVD
4. Confronto affiancato - PVD vs CVD in forma tabulare
5. Sommario

Cos'è il PVD?

Il PVD è una deposizione fisica da vapore. È principalmente una tecnica di rivestimento di vaporizzazione. Questo processo comporta diversi passaggi. Tuttavia, facciamo l'intero processo in condizioni di vuoto. In primo luogo, il materiale solido precursore è bombardato da un fascio di elettroni, in modo da dare gli atomi di quel materiale.

Figura 01: Apparecchio PVD

In secondo luogo, questi atomi entrano quindi nella camera di reazione dove esiste il substrato di rivestimento. Lì, durante il trasporto, gli atomi possono reagire con altri gas per produrre un materiale di rivestimento o gli stessi atomi possono diventare il materiale di rivestimento. Infine, si depositano sul substrato facendo un cappotto sottile. Il rivestimento PVD è utile per ridurre l'attrito, o per migliorare la resistenza all'ossidazione di una sostanza o per migliorare la durezza, ecc.

Cos'è la CVD?

CVD è la deposizione chimica da vapore. È un metodo per depositare solido e formare un film sottile da materiale in fase gassosa. Anche se questo metodo è in qualche modo simile al PVD, c'è una certa differenza tra PVD e CVD. Inoltre, ci sono diversi tipi di CVD come CVD laser, CVD fotochimico, CVD a bassa pressione, CVD organico in metallo, ecc..

Nella CVD, stiamo rivestendo il materiale su un materiale di substrato. Per fare questo rivestimento, abbiamo bisogno di inviare il materiale di rivestimento in una camera di reazione sotto forma di vapore ad una certa temperatura. Lì, il gas reagisce con il substrato, o si decompone e si deposita sul substrato. Pertanto, in un apparato CVD, abbiamo bisogno di avere un sistema di erogazione del gas, camera di reazione, meccanismo di caricamento del substrato e un fornitore di energia.

Inoltre, la reazione avviene nel vuoto per garantire che non vi siano gas diversi dal gas reagente. Ancora più importante, la temperatura del substrato è fondamentale per determinare la deposizione; quindi, abbiamo bisogno di un modo per controllare la temperatura e la pressione all'interno dell'apparato.

Figura 02: Apparecchio CVD assistito al plasma

Infine, l'apparato dovrebbe avere un modo per rimuovere i rifiuti gassosi in eccesso. Dobbiamo scegliere un materiale di rivestimento volatile. Allo stesso modo, deve essere stabile; quindi possiamo convertirlo in fase gassosa e poi ricoprire il substrato. Idruri come SiH4, GeH4, NH3, alogenuri, carbonili metallici, alchili metallici e alcossidi metallici sono alcuni dei precursori. La tecnica CVD è utile nella produzione di rivestimenti, semiconduttori, compositi, nanomacchine, fibre ottiche, catalizzatori, ecc..

Qual è la differenza tra PVD e CVD?

PVD e CVD sono tecniche di rivestimento. PVD è sinonimo di deposizione fisica da vapore mentre CVD è sinonimo di deposizione chimica da vapore. La differenza chiave tra PVD e CVD è che il materiale di rivestimento in PVD è in forma solida mentre in CVD è in forma gassosa. Come un'altra importante differenza tra PVD e CVD, possiamo dire che nella tecnica PVD gli atomi si muovono e si depositano sul substrato mentre nella tecnica CVD le molecole gassose reagiscono con il substrato.

Inoltre, c'è anche una differenza tra PVD e CVD nelle temperature di deposizione. Questo è; per PVD, si deposita a una temperatura relativamente bassa (circa 250 ° C ~ 450 ° C) mentre, per CVD, si deposita a temperature relativamente elevate nell'intervallo da 450 ° C a 1050 ° C.

Riepilogo: PVD vs CVD

PVD è sinonimo di deposizione fisica da vapore mentre CVD è sinonimo di deposizione chimica da vapore. Entrambe sono tecniche di rivestimento. La differenza chiave tra PVD e CVD è che il materiale di rivestimento in PVD è in forma solida mentre in CVD è in forma gassosa.

Riferimento:

1. R. Morent, N. De Geyter, in Tessuti funzionali per prestazioni, protezione e salute migliorate, 2011
2. "Chemical Vapor Deposition." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 5 ottobre 2018. Disponibile qui 

Cortesia dell'immagine:

1. "Physical Vapor Deposition (PVD)" di sigmaaldrich (CC BY-SA 4.0) attraverso Commons Wikimedia  
2. "PlasmaCVD" di S-kei - Opera propria, (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia