物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）是两种著名的薄膜涂层技术，它们的机理和应用各不相同。虽然两者都用于在基底上沉积薄膜，但 PVD 依赖于固体材料的物理气化和凝结，而 CVD 则涉及气体前驱体与基底之间的化学反应。两者之间的选择取决于温度敏感性、薄膜特性和行业要求等因素。
要点说明：
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沉积机制
- PVD:涉及溅射或蒸发等物理过程，使固体材料气化，然后凝结在基底上。基底不会发生化学反应。
- 化学气相沉积:利用气态前驱体在基底表面发生化学反应形成固态薄膜。这通常涉及热解、还原或氧化反应。
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工艺复杂性和控制参数
- PVD:工艺更简单，由沉积时间、蒸发率和基底温度控制。可在高真空环境中运行。
- CVD:更复杂，需要精确控制气体浓度、基质温度和腔室压力。变体如 MPCVD 机器 (微波等离子体 CVD）使用等离子体在较低温度下增强反应。
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温度要求
- PVD:通常温度较低（室温至 ~500°C），适用于对温度敏感的基底。
- 化学气相沉积:通常需要较高的温度（500-1000°C），但 PECVD（等离子体增强型 CVD）可通过等离子体活化将温度降至 150°C 以下。
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行业应用
- PVD:适用于光学镀膜（如防反射镜片）、汽车（耐磨部件）和半导体金属化。
- CVD:主要应用于航空航天（隔热涂层）、生物医学（类金刚石碳膜）和半导体行业（介质层）。
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薄膜特性
- PVD:可生产致密、高纯度、附着力强的薄膜，但在复杂几何形状上的保形性可能有限。
- CVD:具有出色的阶跃覆盖性和保形性，是复杂形状涂层的理想选择，但可能会引入前驱气体中的杂质。
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环境和操作注意事项
- PVD:基于真空，可降低污染风险，但需要昂贵的设备。
- CVD:虽然可以达到更高的沉积速率，但需要处理活性气体，因此必须采取严格的安全措施。
对于在较低温度下优先考虑精度的行业（如电子产品），PVD 通常更受青睐，而 CVD 则在要求复杂几何形状或优异材料性能的高性能应用中表现出色。
汇总表：
| 功能 | PVD | 气相沉积 |
|---|---|---|
| 沉积机制 | 物理气化和凝结（无化学反应） | 气体与基质之间的化学反应 |
| 温度范围 | 较低（RT 至 ~500°C） | 更高（500-1000°C；PECVD <150°C） |
| 薄膜适形性 | 对复杂形状有限制 | 出色的阶跃覆盖率 |
| 主要应用 | 光学涂层、汽车、半导体金属化 | 航空航天、生物医学、半导体介电层 |
| 环境因素 | 基于真空，污染风险较低 | 反应气体，更高的沉积速率 |
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