La pulverización catódica es un proceso al vacío que consiste en la expulsión de átomos de un material sólido, denominado blanco de pulverización catódica, y su posterior deposición sobre un sustrato para formar una película fina con propiedades específicas.
Este proceso es impulsado por el bombardeo del blanco por partículas energéticas, normalmente iones, que hacen que los átomos del blanco sean expulsados de la red del material al estado gaseoso dentro de la cámara de recubrimiento.
Explicación de los 4 pasos clave
1. 1. Bombardeo del blanco
El proceso de sputtering comienza con la introducción de un gas controlado, normalmente argón, en una cámara de vacío.
Se aplica un campo eléctrico para ionizar el gas, creando un plasma.
Las partículas de gas ionizado, o iones, son aceleradas por el campo eléctrico hacia el blanco.
Cuando estos iones colisionan con el blanco, transfieren el momento a los átomos del blanco a través de una serie de colisiones parcialmente inelásticas.
2. Expulsión de los átomos del blanco
El impulso transferido por el bombardeo iónico hace que los átomos del blanco retrocedan con energía suficiente para superar la energía de enlace superficial del material del blanco.
El resultado es la eyección, o pulverización catódica, de los átomos del blanco desde la red del material al estado gaseoso dentro de la cámara de revestimiento.
El número medio de átomos expulsados por ion incidente se conoce como rendimiento de sputtering, que depende de varios factores, como el ángulo de incidencia del ion, la energía y las masas del ion y de los átomos objetivo.
3. Deposición sobre el sustrato
Los átomos expulsados se desplazan por la cámara de vacío y se depositan sobre un sustrato.
Este sustrato puede estar hecho de diversos materiales, como silicio, vidrio o plásticos moldeados.
Los átomos se nuclean en el sustrato y forman una fina película con las propiedades deseadas, como reflectividad, resistividad eléctrica o iónica, u otras características específicas.
El proceso puede optimizarse para controlar la morfología de la película, las orientaciones de los granos, los tamaños de grano y las densidades.
4. Aplicaciones e importancia
El sputtering es una técnica fundamental en la fabricación de semiconductores, unidades de disco, CD y dispositivos ópticos.
Permite la deposición precisa de películas finas a nivel atómico, posibilitando la creación de interfaces prístinas entre materiales.
Este proceso es versátil y puede adaptarse a diversas necesidades industriales ajustando los parámetros del proceso de sputtering.
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