高能脉冲 PVD 的基本物理原理是什么？

PVD是在高温下将靶材蒸发后沉积到工件表面形成镀膜的技术。高能脉冲PVD是PVD技术的一种改进形式，它的基本物理原理如下：

一、蒸发与离化过程

在高能脉冲PVD系统中，首先是蒸发源材料（即靶材）的蒸发。通过高能量脉冲电源，使靶材局部瞬间获得较高的能量。当能量达到一定程度时，靶材原子获得足够的动能克服原子间的结合能而逸出靶材表面，形成蒸发原子。

同时，这些蒸发原子在高能量的脉冲电场或等离子体环境中，部分原子会进一步被电离。这是因为高能脉冲能够提供足够的能量使原子的外层电子脱离原子核的束缚，产生离子。例如，在采用等离子体辅助的高能脉冲PVD过程中，等离子体中的电子与蒸发原子碰撞，将能量传递给原子，促使原子电离。

二、输运过程

离化后的粒子（包括离子和中性原子）在电场、磁场或压力差等驱动力的作用下向工件表面输运。在高能脉冲PVD中，脉冲电场发挥了关键作用。脉冲电场产生的电场力会加速离子向工件运动，使离子具有较高的能量。而且脉冲电场可以改变离子的运动轨迹，使其能够更均匀地沉积在工件的复杂形状表面。

三、沉积过程

当离子和中性原子到达工件表面时，就会发生沉积。离子由于带有电荷，在工件表面会与表面原子发生电荷交换和能量传递等过程。它们会在工件表面逐渐堆积形成镀膜。中性原子则主要依靠物理吸附和扩散等过程附着在工件表面，并且随着后续原子的不断沉积而逐渐形成连续的薄膜。这个沉积过程与工件表面的温度、表面状态等因素也密切相关。例如，较高的工件表面温度有助于原子的扩散，使薄膜更加致密和平整。