El sputtering metálico es un proceso de deposición por plasma utilizado para crear películas finas sobre sustratos.
El proceso consiste en acelerar iones energéticos hacia un material objetivo, que suele ser un metal.
Cuando los iones golpean el objetivo, los átomos son expulsados de su superficie.
Estos átomos se desplazan hacia el sustrato y se incorporan a una película en crecimiento.
¿Cómo funciona el sputtering metálico? Explicación de los 5 pasos clave
1. 1. Preparación de la cámara de vacío
El proceso de sputtering comienza colocando el material objetivo y el sustrato en una cámara de vacío.
Se introduce gas inerte, como el argón, en la cámara.
Se utiliza una fuente de energía para ionizar los átomos de gas, dándoles una carga positiva.
A continuación, los iones de gas cargados positivamente son atraídos por el material objetivo cargado negativamente.
2. Colisión de iones y pulverización catódica
Cuando los iones de gas colisionan con el material objetivo, desplazan sus átomos y los rompen en una pulverización de partículas.
Estas partículas, denominadas partículas pulverizadas, atraviesan la cámara de vacío y caen sobre el sustrato, formando una fina capa.
La velocidad de sputtering depende de varios factores, como la corriente, la energía del haz y las propiedades físicas del material objetivo.
3. Pulverización catódica por magnetrón
El sputtering por magnetrón es un tipo específico de técnica de sputtering que ofrece ventajas sobre otros métodos de recubrimiento al vacío.
Permite altas velocidades de deposición, la capacidad de bombardear cualquier metal, aleación o compuesto, películas de alta pureza, una excelente cobertura de pasos y pequeñas características, y una buena adhesión de las películas.
También permite el recubrimiento de sustratos sensibles al calor y proporciona uniformidad en sustratos de gran superficie.
4. Transferencia de energía y sputtering
En el sputtering por magnetrón, se aplica un voltaje negativo al material objetivo, atrayendo iones positivos e induciendo una gran energía cinética.
Cuando los iones positivos colisionan con la superficie del blanco, la energía se transfiere al lugar de la red.
Si la energía transferida es mayor que la energía de enlace, se crean átomos primarios de retroceso, que pueden seguir colisionando con otros átomos y distribuir su energía mediante cascadas de colisiones.
La pulverización catódica se produce cuando la energía transferida en una dirección normal a la superficie es mayor que unas tres veces la energía de enlace de la superficie.
5. Aplicaciones y ventajas
En general, el sputtering metálico es un proceso versátil y preciso que se utiliza para crear películas finas con propiedades específicas como la reflectividad, la resistividad eléctrica o iónica, etcétera.
Tiene aplicaciones en diversos sectores, como la microelectrónica, las pantallas, las células solares y el vidrio arquitectónico.
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