El pulverizado físico es un proceso utilizado en la deposición de películas finas.
En este proceso, los átomos son expulsados de un material objetivo sólido debido al bombardeo de iones energéticos.
Esta técnica se utiliza ampliamente en diversas industrias, como el procesamiento de semiconductores, la óptica de precisión y el acabado de superficies.
La razón de su popularidad es la excelente uniformidad, densidad y adherencia de las películas finas obtenidas por pulverización catódica.
5 puntos clave para entender el sputtering físico
1. Mecanismo del sputtering
El sputtering es un tipo de deposición física en fase vapor (PVD).
Un material objetivo es bombardeado con partículas de alta energía, normalmente iones de un gas noble como el argón.
Este bombardeo hace que los átomos del material objetivo sean expulsados y posteriormente depositados sobre un sustrato, formando una fina película.
El proceso se inicia introduciendo un gas inerte como el argón en una cámara de vacío y activando eléctricamente un cátodo para crear un plasma.
El material objetivo actúa como cátodo, y el sustrato donde se va a depositar la película suele estar unido al ánodo.
2. Tipos de sputtering
Existen diversas variantes del sputtering, como el sputtering catódico, el sputtering por diodos, el sputtering por RF o CC, el sputtering por haz de iones y el sputtering reactivo.
A pesar de estas diferentes denominaciones, el proceso fundamental sigue siendo el mismo: la eyección de átomos de un material objetivo mediante bombardeo iónico.
3. Configuración del proceso
En una configuración típica, el material objetivo y el sustrato se colocan en una cámara de vacío.
Se aplica un voltaje entre ellos, colocando el blanco como cátodo y el sustrato como ánodo.
La aplicación de voltaje crea un plasma que bombardea el blanco con iones, provocando la pulverización catódica.
4. Aplicaciones y ventajas
La pulverización catódica se utiliza para producir películas finas de alta calidad con un control preciso del grosor y la composición.
Se utiliza en la fabricación de semiconductores, paneles solares, unidades de disco y dispositivos ópticos.
El proceso es versátil y puede utilizarse para depositar una amplia gama de materiales, incluidos metales, aleaciones y compuestos.
5. Rendimiento del sputtering
La eficacia del proceso de pulverización catódica se cuantifica mediante el rendimiento de pulverización catódica.
El sputter yield es el número de átomos expulsados del blanco por cada ion incidente.
Los factores que influyen en el sputter yield incluyen la energía y la masa de los iones incidentes, la masa de los átomos del blanco y la energía de enlace del sólido.
6. Aplicaciones de la física de superficies
Además de la deposición de películas finas, el sputtering también se utiliza en física de superficies para limpiar superficies de gran pureza y analizar la composición química de las superficies.
Esto se consigue observando los materiales expulsados de la superficie durante el sputtering.
En resumen, el sputtering físico es un método versátil y eficaz para depositar películas finas, que ofrece una gran precisión y calidad, lo que resulta crucial en numerosas industrias de alta tecnología.
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