Zgodovina PVD prevlek

Izvor izraza fizično hlapov usedanja, PVD
Izraz fizično hlapov usedanja, PVD, se zdi, da so bila prvotno imenovana avtorjev CF Powell, JH Oxley in JM Blocher Jr v svoji knjigi 1966 "Nanašanje tankih plasti". Vendar PVD postopkov so izumili že veliko prej.

Razvoj vakuumske tehnologije, elektrika in magnetizem in plinastih kemija 
Zgodovina PVD je tesno povezana z razvojem vakuumske tehnologije, odkritje elektrika in magnetizem in razumevanje plinastih kemije.

Vakuumske tehnologije, sijaj izpustov in Rasprašenje
Prvi bata tip vakuumsko črpalko za črpanje vode iz rudnikov že leta 1640 izumil Otto van Guericke. Vendar prva oseba, ki uporabljajo vakuumsko črpalko za lahko obliko sijaj razrešnice (plazma) v "vakuumske epruvete" je bil M. Faraday leta 1838, ki uporabljajo medenina elektrode in vakuum približno 2 Torr. Leta 1852 W.R. Grove je bil prvi študirat, kaj je postal znan kot "Rasprašenje", čeprav drugi opaziti učinek med študijem sijaj izpustov. Grove kot vir prevleka uporabi konico žice in tankoplastno razpršenega depozit na zelo polirani srebrni površini potekala blizu žice pri tlaku približno 0.5 Torr. Je navedel premaz na srebrni površini, ko je bil vložen anode in katode električni tokokrog žice. 1858 Prof A.W. Wright univerze Yale objavila knjigo v American Journal of Science in umetnosti na uporabo "električni usedanja aparat", ki je za ustvarjanje ogledala. Ta oblika usedanja morda lok izhlapevanje temelji namesto Rasprašenje kot patentni urad ZDA kotirajo svoje delo, ko izziv T. Edison patentne prijave za vakuumski nanos opreme za deponiranje premazov na njegov vosek valja fonografi pred poznejše galvanizacije. Edison uspešno trdili, da njegov izum je bil stalen lok, ker Wright je proces je bil impulzno lok. Edison zato bi lahko rekli, da je prva oseba, da komercialno uporabo Rasprašenje.

Elektrika in magnetizem
V poznih 1930 Penning razvil "elektronov past" omejiti elektronov v bližini površino z uporabo kombinacije električnega in magnetnega polja. Ta kombinacija električnega in magnetnega polja povečala ionizacije plazme blizu površine in je bil imenovan "Penning izpust" ko je izumitelj. Pršenjem iz notranjosti jeklenke Penning uporablja njegov izum. To je bil pomemben razvoj v zgodovini od Rasprašenje in je osnovni magnetronsko.

Nižje pritiske, nižjih napetostih in višjih stopenj usedanja
Taka kombinacija električnega in magnetnega polja dovoljeno Rasprašenje opraviti na nižje pritiske in nižjih napetostih in v višjih stopenj usedanja, kot je bilo prej mogoče z DC Rasprašenje brez magnetov. Različic Penning magnetronsko so kasneje razvili predvsem post katodne magnetronsko izumil Penfold in Thornton leta 1970 in Mattox, Cuthrell, Peeples in Dreike v poznih 1980-ih.

RF Rasprašenje
Uporabe radijskih frekvenc, RF pršenjem materiala je bil raziskati v 1960 's. Davidse in Maiseel uporabljajo RF Rasprašenje za proizvodnjo dielektrične filme od dielektrične cilja leta 1966. Leta 1968 Hohenstein co-tankoplastno razpršenega stekla, z uporabo RF in kovine (Al, Cu, Ni) z DC, da obrazec kermetov upor filmov. RF prΉenjem se ne uporablja obširno za komercialne PVD iz več razlogov. Glavni razlogi so, ni gospodarski rabiti velike RF napajalniki, zaradi njihove visoke stroške in dejstvo, da ste uvesti visoke temperature, zaradi visoke napetosti self-predsodkov, povezanih z RF moč, v izolacijskih materialov.

Pristranskosti naparjenim in Rasprašenje triodno
Leta 1962 Wehner patentiral proces namerno hkraten obstreljevanje "pred in med" za nanašanje z brizganjem odlaganje, z uporabo "pristranskosti pršenjem odlaganje" dogovora in živosrebrnih ionov za izboljšanje epitaksijsko rast silicij filmov na germanij podlage. Pozneje ta proces postal znan kot pristranskosti Rasprašenje. Triodno Rasprašenje konfiguracijo uporablja pomožne plazme, ki nastanejo v bližini Rasprašenje katode thermoelectron oddaja elektrodo in magnetno zaprtih plazme. Ta konfiguracija je bil uporabljen za povečanje stopnje ionizacije v plazmi, vendar postal zastarelih z razvojem magnetronsko Rasprašenje.

"Zaprta zanka" magnetronov
Učinki magnetnih polj na poti elektronov spoznal še preden je Penning delo in študij nadaljeval po Penning objavil svoje delo. Zgodnje odvajanje Penning uporablja magnetnega polja, ki so bili vzporedno Rasprašenje ciljno površino. Magnetronsko vire, ki uporabljajo magnetno polje, ki se pojavljajo in znova vnesite površino v "zaprti krog" vzorec je mogoče omejiti elektroni blizu površine v zaprt vzorec ("hipodrom"). Teh zaprtih elektroni ustvarjajo visoke gostote plazme blizu površine in so bili uporabljeni pri razvoju "površinske magnetronsko" Rasprašenje konfiguracije v 1960 in 1970.

"S-gun" in ravninske magnetronov
Leta 1968 Clarke razvil Rasprašenje vir uporabo magnetne predora na notranji strani cilindrične površine. Ta vir postal znan kot "plinska pištola" ali "S-gun". Različnih magnetronsko konfiguracije, vključno ravninske magnetronsko, so bili patentirala Corbani. Chapin tudi razvita ravninske magnetronsko source leta 1974 in je zaslužen za se izumitelj ravninske magnetronsko Rasprašenje vir. Glavne prednosti te magnetronsko Rasprašenje virov je bilo, da bi lahko zagotavljajo dolgo življenjsko dobo, visoko stopnjo, veliko površino, nizko temperaturna vapourization vir, ki lahko delujejo na nižji tlak plina in ponujajo višje stopnje Rasprašenje kot nemagnetnih Rasprašenje virov. Z vrhunsko slepec magnetronsko Rasprašenje postal najbolj široko razširjene PVD prevleke tehniko.

Reaktivnega Rasprašenje
Izraz reaktivni Rasprašenje je uvedel Veszi leta 1953. Reakcijsko nanaΉanje z brizganjem usedanja tantal nitrida za tanek film upori je predčasno uporabo. Vendar šele v sredini 1970-ih da reaktivno deponira nanaΉanje težko premazov na orodja začel pripravijo in so postali dostopni v zgodnjih 1980-ih.

Neuravnoteženo magnetronsko in "polje Zaprto" magnetronsko dogovor
Ena od slabosti teh zgodnjih magnetronsko virov je, da je plazma učinkovito je bil ujet blizu površine Rasprašenje cilja. To je pomenilo, da reaktivni plinov lahko ne učinkovito ločiti v bližini substrata in ion bombardiranja substrata je nizko posledico slabe kakovosti filmov. Problem je delno rešen z dodajanjem pomožnih ionizacije virov ali z uporabo RF. Izum neuravnoteženo magnetronsko Windows in Savvides leta 1986 ponudil boljšo rešitev. Neuravnoteženo magnetronsko omogoča nekaj elektronov pobegniti iz omejila E x B polje in ustvariti plazma v regijah iz cilja površine. Ko bežijo, magnetno polje je povezana z drugimi neuravnoteženo magnetronsko virov (severno do južne Poljaki), lahko znatno povečale površine generacijo plazme.

Struktura prevleke in morfologijo
Z izumom vrstični elektronski mikroskop, SEM leta 1965, lahko pregleda rasti morfologijo deponirana premaza. Leta 1977 Thornton objavil "strukture območja model" (SZM) potiskane po Movchin in Demichin diagrama za evaporirano premazi. Ta diagram je znan kot "Thornton Diagram" in ponazarja razmerje med morfologijo premaz, odlaganje temperatura in tlak v komori Rasprašenje. Seveda Rasprašenje tlak določa tok in energije odraža visoko energetsko nevtralnih od Rasprašenje katode, tako diagram odraža stopnjo ki deponiranja gradiva je bombardiran z energična delcev med usedline. Leta 1984 Messier, Giri, in Roy še naprej obdeluje modelu strukture območja.