Para fabricar plasma en sputtering, se siguen los siguientes pasos:
1. El proceso de pulverización catódica comienza con una cámara de vacío que contiene el material objetivo, el sustrato y los electrodos de RF.
2. Se introduce en la cámara un gas de pulverización catódica, normalmente un gas inerte como el argón o el xenón. Estos gases se eligen porque no reaccionan con el material objetivo ni con otros gases del proceso.
3. Se aplica alta tensión entre el cátodo, situado directamente detrás del cátodo para sputtering, y el ánodo, que está conectado a la cámara como masa eléctrica.
4. Los electrones presentes en el gas de pulverización catódica son acelerados lejos del cátodo, provocando colisiones con los átomos cercanos del gas de pulverización catódica.
5. Estas colisiones dan lugar a una repulsión electrostática que arranca electrones de los átomos del gas de pulverización catódica, provocando la ionización.
6. A continuación, los iones positivos del gas de pulverización catódica se aceleran hacia el cátodo cargado negativamente, lo que provoca colisiones de alta energía con la superficie del blanco.
7. Cada colisión puede hacer que los átomos de la superficie del blanco sean expulsados al entorno de vacío con suficiente energía cinética para alcanzar la superficie del sustrato.
8. Los átomos objetivo expulsados se desplazan y depositan sobre el sustrato en forma de película, formando el recubrimiento deseado.
9. Para aumentar la velocidad de deposición, se suelen utilizar gases de alto peso molecular, como el argón o el xenón, como gas de pulverización catódica. Si se desea un proceso de sputtering reactivo, pueden introducirse gases como el oxígeno o el nitrógeno en la cámara durante el crecimiento de la película.
10. El plasma se crea a presiones relativamente altas (10-1 a 10-3 mbar). Es importante partir de una presión más baja antes de introducir el argón para evitar la contaminación debida a los gases residuales.
11. La forma y el material del blanco de pulverización catódica pueden variarse para crear diferentes tipos de capas finas y aleaciones durante una sola pasada.
En resumen, el plasma en el sputtering se crea ionizando un gas de sputtering, normalmente un gas inerte como el argón, mediante colisiones con electrones de alta energía. A continuación, estos iones bombardean el material objetivo, provocando la expulsión de átomos que se depositan sobre el sustrato en forma de película fina.
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