Филмски раст

Сви поступци депозиције танког филма састоје се од три корака:

1. производња врсте за формирање филма;

2. транспорт ових врста од извора до подлоге

3. кондензација и шивање на подлогу

У ПВД-у први корак је или испаравање или спуттерирање, други корак подразумева транспорт линије видљивости ако је процесни притисак веома низак и постоји мали вероватноћи за сударе или транспорт тока уколико је притисак висок. Тип транспорта утиче на стварни раст филма у трећем кораку.

Када атом стигне на површину подлоге и се адсорбује, он ће се распршити на површини све док се не десорбира или не заглави на енергетски повољан положај. Ова површинска дифузија зависи од енергије коју атом има по доласку на површину и ако се супстрат испоручује додатном енергијом, нпр. Грејањем или ионским бомбардовањем. Енергија атома зависи од притиска у комори за депозит, висок притисак смањује енергију услед губитака енергије у сударима. Ионско бомбардовање површине је могуће у методама базираним на плазми и може се контролисати негативним пристраним напоном подлоге у односу на плазму.

Ако се атом налази на другом филмском атому на површини, ствара се пар ниског покрета и то повећава вероватноћу да се још један атом придржава њима. Код критичног броја атома, или критичне величине језгра, формира се језгро. Ова језгра ће се развијати на кристална острва која ће се спојити када се сусрећу једна другу и коначно формирају континуирани филм. У зависности од параметара процеса, раст филма ће се наставити на различите начине, дајући различите микроструктуре. Филм може расти слој-слој или на 3Д-отокима или у комбинацији ова два начина раста.

У ПВД-у је пораст филма често стубан, тј. Кристалити расте у колонама са мање или више развијеним границама зрна између њих. Границе зрна могу садржати празнине и погоршавају већину особина филма, али прави густи, стубни филм може на примјер имати одлична триболошка својства. Потпуно густа микроструктура у филму је често веома пожељна. Како је густа микроструктура промовисана ионским бомбардовањем растућег филма, такви филмови се често могу депоновати помоћу ПВД-метода у плазми високе густине.

Развијен је неколико модела раста филма за утицај стања депозиције на микроструктуру филма. Најчешће коришћени су модели зона емпиријске структуре где су различити начини раста (зони) идентификовани у дијаграму за различиту температуру у односу на температуру топљења (Т / Т м). Опширни преглед таквих модела је објавио Јохн А. Тхорнтон 1977. године и овдје следи кратак резиме овога. Мовцхан и Демцхисхин су направили следећу класификацију: Зона 1 се појављује када је Т / Т м <0,3 и="" карактерише="" је="" висока="" површинска="" храпавост="" и="" граница="" зрнатих=""> Зона 2 се појављује када је 0.3 <т т="" м=""><0.5 и="" карактерише="" мат,="" глатка="" површина="" и="" стубна="" зрна="" са="" различитим,="" густим=""> Зона 3 се појављује када је 0,5 <т т="" м=""><1 и="" карактеришу="" светла="" површина="" и="" једнако=""> Структура и својства ове зоне су близу расутог материјала. Тхорнтон је предложио проширени модел где се утицај притиска процесног гаса додаје у другу осу на дијаграму. На овом дијаграму могу се идентификовати четврта зона (зона Т, транзиција) између зона 1 и зона 2. Структура зоне Т је густа и влакнаста без граница празних зрна.