Un sistema de vacío, como el que se utiliza en la pulverización catódica, es un componente esencial de un sistema de recubrimiento por pulverización catódica.
Este sistema se utiliza para depositar películas finas de materiales conductores de la electricidad sobre microcircuitos u otros sustratos.
El sistema de vacío garantiza que el proceso tenga lugar en un entorno controlado con una interferencia mínima de contaminantes.
4 componentes clave que debe conocer
1. Cámara de vacío
El sistema de vacío consta de una cámara de vacío, que se evacua a una presión base para eliminar cualquier molécula de gas residual.
Estas moléculas incluyen H2O, aire, H2 y Ar.
La presión base suele estar en el rango de alto vacío, alrededor de 10-6 mbar o mejor, para garantizar superficies limpias y evitar la contaminación.
2. Gas de proceso inerte de gran pureza
Una vez evacuada la cámara, se introduce en ella un gas de proceso inerte de gran pureza, normalmente argón.
Este gas sirve como gas de pulverización catódica y desempeña un papel crucial en el proceso de pulverización catódica.
Transporta energía cinética al impactar durante las colisiones moleculares de alta energía en el plasma.
Estas colisiones crean los iones gaseosos que son la principal fuerza motriz de la deposición de películas finas por pulverización catódica.
La presión durante la deposición por pulverización catódica suele estar en el rango de mTorr, oscilando entre 10-3 y unos 10-2 mbar.
3. Proceso de sputtering
El proceso de pulverización catódica consiste en aplicar una corriente eléctrica continua al material de recubrimiento.
Este material sirve de cátodo o punto de polarización negativa por el que los electrones entran en el sistema.
El sustrato que se va a recubrir también recibe una carga positiva y se convierte en el ánodo.
La corriente eléctrica continua suele oscilar entre -2 y -5 kV.
El blanco de pulverización catódica, que es el material que se va a utilizar como recubrimiento, se coloca en la cámara de vacío en paralelo al sustrato.
Cuando las partículas de pulverización catódica, que tienen una alta energía cinética, golpean la superficie del blanco, los átomos del blanco son "expulsados" y vuelan hacia el sustrato.
Estos átomos forman una película sobre el sustrato.
Las partículas del blanco cubren el sustrato de manera uniforme y rápida.
La baja temperatura de las partículas pulverizadas permite recubrir incluso sustratos sensibles al calor, como los plásticos, con cerámica o metales.
4. Control de gas inerte
En algunos casos, si el sustrato es muy sensible, la cámara de vacío puede llenarse hasta cierto punto con un gas inerte.
Esto permite controlar la energía cinética de las partículas procedentes del blanco.
Estas partículas pueden sufrir colisiones y perder parte de su velocidad antes de depositarse en el sustrato.
En general, el sistema de vacío en el sputtering es crucial para crear un entorno controlado y garantizar la deposición de películas finas limpias, uniformes y de alta calidad sobre los sustratos.
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