La pulverización catódica es un proceso de deposición física en fase vapor (PVD) que consiste en la expulsión de átomos de un material objetivo sólido a la fase gaseosa debido al bombardeo de iones energéticos, y su posterior deposición sobre un sustrato para formar una película fina. Este proceso es impulsado por el intercambio de momentos entre los iones y los átomos del material objetivo, de forma similar a los billares atómicos. La eficacia del proceso de pulverización catódica se mide por el rendimiento de pulverización catódica, que es el número de átomos expulsados de la superficie por cada ion incidente.
Explicación detallada:
-
Configuración del proceso:
-
El sputtering se lleva a cabo en una cámara de vacío llena de un gas inerte, normalmente argón. El material objetivo, que es la fuente de los átomos que se depositarán, se carga negativamente, convirtiéndolo en un cátodo. Esta configuración es crucial, ya que inicia el flujo de electrones libres desde el cátodo.Ionización y colisiones:
-
Los electrones libres del cátodo colisionan con los átomos de gas argón, ionizándolos. Estas moléculas de gas ionizadas (iones de argón) son entonces aceleradas hacia el blanco cargado negativamente debido al campo eléctrico.
-
Eyección de átomos:
-
Cuando los iones de argón energéticos chocan contra el blanco, transfieren su impulso a los átomos del material del blanco. Este proceso de colisión puede expulsar átomos de la superficie a la fase gaseosa. Este es el mecanismo central del sputtering, en el que la energía de los iones se utiliza para desplazar los átomos del blanco.Deposición sobre el sustrato:
-
Los átomos expulsados viajan a través del vacío y se depositan sobre un sustrato cercano. Estos átomos se unen a nivel atómico al sustrato, formando una fina película con propiedades específicas como la reflectividad o la resistividad eléctrica o iónica, dependiendo del material del blanco y del sustrato.
Tipos de sputtering:
