Entre las desventajas del recubrimiento por pulverización catódica se incluyen las bajas velocidades de pulverización catódica, la distribución no uniforme del flujo de deposición, los cátodos caros con un uso deficiente del material, el alto consumo de energía que genera calor, la posibilidad de contaminación de la película, la dificultad de controlar la composición del gas en la pulverización catódica reactiva, los retos de combinar la pulverización catódica con el despegue para la estructuración y las dificultades en el control activo para el crecimiento capa por capa. Además, el recubrimiento por pulverización catódica tiene unos costes de capital y fabricación elevados, un menor rendimiento de producción con más capas, susceptibilidad a los daños y la humedad, una vida útil limitada y una posible alteración de las propiedades de la superficie de la muestra en aplicaciones SEM.
Velocidades de sputtering bajas: Las velocidades de sputtering suelen ser inferiores a las que se alcanzan en los procesos de evaporación térmica. Esto puede dar lugar a tiempos de deposición más largos, lo que puede ser un inconveniente importante en aplicaciones industriales en las que el rendimiento es crítico.
Distribución no uniforme del flujo de deposición: El proceso de deposición por pulverización catódica suele dar lugar a una distribución no uniforme del material depositado. Esto hace necesario el uso de dispositivos móviles para garantizar un espesor uniforme de la película en todo el sustrato, lo que añade complejidad y la posibilidad de inconsistencias en el producto final.
Cátodos caros y mal uso del material: Los cátodos para sputtering pueden ser costosos y la eficiencia en el uso del material durante el proceso de sputtering suele ser deficiente. Esta ineficacia se traduce en un importante desperdicio de material, lo que aumenta el coste global del proceso.
Elevado consumo de energía y generación de calor: Una parte sustancial de la energía que incide sobre el blanco durante el sputtering se convierte en calor. Este calor debe gestionarse eficazmente para evitar daños en el equipo y el sustrato, lo que aumenta la complejidad y el coste del sistema de sputtering.
Posibilidad de contaminación de la película: En algunos procesos de sputtering, los contaminantes gaseosos pueden activarse en el plasma, lo que aumenta el riesgo de contaminación de la película. Este problema es más importante en el sputtering que en la evaporación al vacío, ya que puede afectar a la calidad y el rendimiento de las películas depositadas.
Dificultad para controlar la composición del gas: En la deposición reactiva por pulverización catódica, la composición del gas reactivo debe controlarse meticulosamente para evitar el envenenamiento del blanco de pulverización catódica. Esto requiere sistemas de control precisos y una supervisión minuciosa, lo que aumenta la complejidad operativa.
Retos de la combinación del sputtering con el despegue: La naturaleza difusa del proceso de sputtering dificulta su combinación con técnicas de lift-off para estructurar películas. La imposibilidad de controlar totalmente el patrón de deposición puede provocar contaminación y dificultades para conseguir patrones precisos.
Dificultades del control activo para el crecimiento capa a capa: El control activo para el crecimiento capa por capa en sputtering es más difícil en comparación con técnicas como la deposición por láser pulsado. Esto puede afectar a la calidad y uniformidad de las estructuras multicapa.
Elevados costes de capital y fabricación: La inversión inicial en equipos de sputtering es elevada, y los costes de fabricación corrientes, incluidos materiales, energía, mantenimiento y depreciación, también son significativos. Estos costes pueden reducir los márgenes de beneficio, especialmente en comparación con otras técnicas de recubrimiento como el CVD.
Menor rendimiento de producción y susceptibilidad a los daños: A medida que se depositan más capas, el rendimiento de la producción tiende a disminuir. Además, los revestimientos por pulverización catódica suelen ser más blandos y susceptibles de sufrir daños durante su manipulación y fabricación, por lo que requieren una manipulación cuidadosa y medidas de protección adicionales.
Sensibilidad a la humedad y vida útil limitada: Los revestimientos por pulverización catódica son sensibles a la humedad, por lo que es necesario almacenarlos en bolsas selladas con desecante. La vida útil de estos revestimientos es limitada, sobre todo una vez abierto el envase, lo que puede afectar a la utilidad y rentabilidad del producto.
Alteración de las propiedades de la superficie de la muestra en aplicaciones SEM: En las aplicaciones de SEM, el revestimiento por pulverización catódica puede alterar las propiedades superficiales de la muestra, con la consiguiente pérdida de contraste del número atómico y la posible interpretación errónea de la información elemental. Esto requiere una cuidadosa selección de los parámetros de recubrimiento para minimizar estos efectos.
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