Fysikaalinen höyrypinnoitus (PVD) on prosessi, jota käytetään ohuiden kalvojen luomiseen siirtämällä kohdemateriaalia alustalle. Siirto tapahtuu puhtaasti fysikaalisin keinoin, toisin kuin kemiallinen höyrypinnoitus, joka käyttää kemiallisia reaktioita ohuiden kalvojen luomiseen. Puolijohteita, tietokonesiruja, CD-levyjä (CD) ja digitaalisia videolevyjä (DVD) luodaan yleensä tällä prosessilla.
Fysikaalista höyrypinnoitusta on kolme päätyyppiä: haihdutus, sputterointi ja valu. Haihdutustekniikat alkavat sijoittamalla kohdemateriaali tyhjiökammioon, mikä vähentää painetta ja lisää haihtumisnopeutta. Materiaali kuumennetaan sitten kiehuvaksi ja kohdemateriaalin kaasumaiset hiukkaset tiivistyvät kammion pinnoille, mukaan lukien alustalle.
Kaksi pääasiallista lämmitysmenetelmää fysikaaliselle höyrysaostukselle haihduttamalla ovat elektronisuihkulämmitys ja resistiivinen lämmitys. Elektronisuihkulämmityksen aikana elektronisäde suunnataan tietylle alueelle kohdemateriaalissa, mikä saa alueen kuumenemaan ja haihtumaan. Tämä menetelmä on hyvä ohjaamaan kohteen tiettyjä alueita, jotka on määrä haihduttaa. Resistiivisen kuumennuksen aikana kohdemateriaali sijoitetaan yleensä volframista valmistettuun astiaan ja säiliötä lämmitetään suurella sähkövirralla. Haihdutusfysikaalisen höyrypinnoituksen aikana käytetty lämmitysmenetelmä vaihtelee kohdemateriaalin luonteen mukaan.
Sputterointiprosessit alkavat myös kohdemateriaalilla tyhjiökammiossa, mutta kohde hajoaa kaasuplasma-ionien vaikutuksesta haihduttamisen tai keittämisen sijaan. Prosessin aikana kaasuplasman läpi johdetaan virta, joka aiheuttaa positiivisten kationien muodostumisen. Nämä kationit pommittavat kohdemateriaalia ja poistavat pieniä hiukkasia, jotka kulkevat kammion läpi ja kerääntyvät alustalle.
Samoin kuin haihdutus, sputterointitekniikat vaihtelevat kohdemateriaalin mukaan. Jotkut käyttävät tasavirtavirtalähteitä (DC), kun taas toiset käyttävät radiotaajuisia (RF) virtalähteitä. Jotkut sputterointijärjestelmät käyttävät myös magneetteja ohjaamaan ionien liikettä, kun taas toisissa on mekanismi kohdemateriaalin pyörittämiseksi.
Valu on toinen pääasiallinen fysikaalisen höyrypinnoitusmenetelmä, ja sitä käytetään yleisimmin
polymeeri
kohdemateriaaleja ja valolitografiaa varten. Tämän prosessin aikana kohdemateriaali liukenee a
liuotin
nesteen muodostamiseksi, joka joko ruiskutetaan tai kehrätään alustalle. Kehruussa neste levitetään tasaiselle alustalle, jota sitten kehrätään, kunnes muodostuu tasainen kerros. Kun liuotin on haihtunut, ohut kalvo on valmis.