Microstructure of PVD Condensates

PVD의 응축된 증착 물질은 단결정 기판의 특정 결정면에 에피텍셜 성장으로 증착 되거나, 다결정 형태로 증착이 된다.

PVD의 일반적인 증착 변수는 다음과 같은 것들이 있다.

1) 기판의 성질

2) 증착하는 동안의 기판 온도

3) 증착 속도

4) 증착물의 두께

5) 증기의 입사각

6) 주변 기체의 압력과 성질, 종류

증착 물질은 하나의 단층 두께로 시작하여 연속적인 막으로 성장하지 않는다. 대신 기판의 어느 특정 조건에 맞는 위치에 3차원의 핵이 형성되고, 예를 들어 단결정 기판에서의 절단 단계; 이러한 핵은 측면 및 두께(cleavage steps, 소위 섬 성장 단계)에서 성장하고 궁극적으로 서로 충돌하여 연속적인 필름을 형성한다.

연속 필름이 형성되는 평균 두께는 증착 온도 및 증착 속도(둘 다 Evaporation 209 아다톰의 표면 이동성에 영향을 미침)에 따라 달라지며 15K에서 응축된 Ni의 경우 10A에서, Au 경우 600K에서 1000˚A까지 물질에 따라 다르다.
증착 초기 단계 동안 다결정 필름의 섬 성장에 대한 이 친숙한 모델은 증착 원자와 기판 사이에 제한된 상호 작용이 있는 경우를 보여준다, 물론 항상 이런 것은 아니다.

PVD 공정에 사용되는 비정질 및 다결정과 같은 기판 유형은 저온 PVD로 합성된 박막의 미세 구조 진화에 중요한 역할을 한다.

비정질 기판을 사용하면 텍스처 개발에 대한 개별 증착 변수의 영향을 분리할 수 있다. 그러나 다결정 기판은 국부 부정형 에피택시(pseudomorphic epitaxy)를 통해 텍스처를 바이어스하고, 증착 조건에 따라 최종 상태를 향한 동일한 전체 미세 구조 진화를 보일 수 있다.