El plasma se forma en el sputtering mediante la ionización de un gas noble, normalmente argón, dentro de una cámara al vacío. Este proceso implica la introducción del gas hasta que alcanza una presión específica, normalmente hasta 0,1 Torr, y la aplicación de un voltaje de CC o RF. El voltaje ioniza el gas, creando un plasma formado por átomos de gas neutros, iones, electrones y fotones casi en equilibrio. La energía del plasma se transfiere entonces a la zona circundante, facilitando el proceso de sputtering.
Explicación detallada:
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Introducción del gas noble: El primer paso en la formación de plasma para sputtering consiste en introducir un gas noble, normalmente argón, en una cámara de vacío. Se prefiere el argón debido a sus propiedades inertes, que impiden que reaccione con el material objetivo o con cualquier gas de proceso, manteniendo así la integridad del proceso de sputtering.
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Alcanzar la presión específica: El gas argón se introduce hasta que la cámara alcanza una presión específica, normalmente de hasta 0,1 Torr. Esta presión es crítica, ya que garantiza el entorno adecuado para la formación de plasma y la estabilidad durante el proceso de sputtering.
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Aplicación de tensión CC o RF: Una vez alcanzada la presión deseada, se aplica al gas un voltaje de CC o RF. Este voltaje ioniza los átomos de argón, eliminando electrones y creando iones cargados positivamente y electrones libres. El proceso de ionización transforma el gas en plasma, un estado de la materia en el que las partículas cargadas pueden moverse libremente e interactuar con campos eléctricos y magnéticos.
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Formación del plasma: El gas ionizado, ahora plasma, contiene una mezcla de átomos neutros, iones, electrones y fotones. Este plasma se encuentra en un estado cercano al equilibrio, lo que significa que la energía del plasma se distribuye uniformemente entre sus constituyentes. La energía del plasma se transfiere entonces al material objetivo, iniciando el proceso de sputtering.
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Proceso de sputtering: En el proceso de sputtering, los iones de alta energía del plasma se aceleran hacia el material objetivo mediante un campo eléctrico. Estos iones colisionan con el objetivo, provocando la expulsión de átomos o moléculas de la superficie. Estas partículas expulsadas se desplazan y depositan sobre un sustrato, formando una fina película.
Este detallado proceso de formación del plasma en el sputtering garantiza que la energía del plasma se utilice eficazmente para expulsar partículas del material objetivo, facilitando la deposición de películas finas en diversas aplicaciones como la óptica y la electrónica.
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