El proceso de sputtering, aunque versátil y ampliamente utilizado, tiene varias limitaciones que afectan a su eficacia y aplicabilidad. Estas limitaciones incluyen dificultades en la combinación con el despegue para estructurar películas, retos en el control activo para el crecimiento capa a capa, y la incorporación de gases inertes como impurezas en la película. Además, variantes específicas como el sputtering por magnetrón se enfrentan a problemas como el bajo índice de utilización del blanco, la inestabilidad del plasma y las limitaciones en el sputtering de materiales magnéticos fuertes a bajas temperaturas.
Dificultad de combinación con el método Lift-Off para estructurar películas:
El sputtering es un proceso de transporte difuso, lo que significa que los átomos no se dirigen con precisión al sustrato. Esta característica dificulta la posibilidad de sombrear o restringir totalmente el lugar de deposición de los átomos, lo que puede dar lugar a problemas de contaminación. La imposibilidad de controlar con precisión el lugar de deposición complica la integración del sputtering con los procesos lift-off, que son cruciales para estructurar películas en microelectrónica y otras aplicaciones de precisión.Retos del control activo del crecimiento capa a capa:
En comparación con otras técnicas de deposición, como la deposición por láser pulsado, el sputtering presenta limitaciones a la hora de lograr un control activo del crecimiento capa a capa. Esto es especialmente importante en aplicaciones que requieren un espesor y una composición de la película precisos y controlados. La falta de un control preciso puede dar lugar a incoherencias en las propiedades de la película, lo que afecta al rendimiento general de los materiales.
Incorporación de gases inertes como impurezas:
Durante el sputtering, los gases inertes utilizados en el proceso pueden quedar atrapados o incorporarse a la película en crecimiento, actuando como impurezas. Estas impurezas pueden degradar la calidad y el rendimiento de las películas depositadas, especialmente en aplicaciones en las que la pureza es crítica, como en la fabricación de semiconductores.Limitaciones específicas del sputtering por magnetrón:
El sputtering por magnetrón, una variante comúnmente utilizada, tiene su propio conjunto de desventajas. El campo magnético anular utilizado en esta técnica confina el plasma a zonas específicas, lo que provoca un desgaste desigual del material objetivo y bajas tasas de utilización, a menudo inferiores al 40%. El resultado es un importante desperdicio de material y un aumento de los costes. Además, la técnica se enfrenta a retos a la hora de conseguir un sputtering de alta velocidad a bajas temperaturas para materiales magnéticos fuertes debido a las limitaciones en la aplicación de campos magnéticos externos.
