El sputtering es un método utilizado para crear películas finas y es un tipo de deposición física de vapor (PVD). A diferencia de otros métodos de deposición de vapor, el material no se funde. En su lugar, los átomos del material fuente (blanco) son expulsados por transferencia de momento desde una partícula bombardeadora, normalmente un ion gaseoso.
Mecanismo de pulverización catódica:
La pulverización catódica implica la introducción de un gas controlado, normalmente argón químicamente inerte, en una cámara de vacío. El proceso comienza energizando eléctricamente un cátodo para establecer un plasma autosostenido. La superficie expuesta del cátodo, conocida como blanco de pulverización catódica, es bombardeada con iones de alta energía procedentes del plasma. Estos iones transfieren su momento a los átomos de la superficie del blanco, provocando su expulsión.Ventajas del sputtering:
- Una de las ventajas del sputtering es que los átomos expulsados tienen energías cinéticas significativamente más altas en comparación con los materiales evaporados, lo que conduce a una mejor adhesión sobre el sustrato. Este método también puede utilizarse con materiales con puntos de fusión muy altos, lo que lo hace versátil para depositar una amplia gama de materiales. El sputtering puede realizarse en varias configuraciones, incluidos los enfoques ascendente o descendente, en función de los requisitos específicos de la aplicación de la película fina.
- Secuencia del proceso de sputtering:
- El material de deposición se coloca en una cámara de pulverización catódica a baja presión, normalmente un vacío parcial.
- Se genera un plasma y los iones gaseosos se aceleran hacia el blanco.
- Los iones chocan con el blanco, expulsando átomos de su superficie.
Estos átomos expulsados viajan a través de la cámara y se condensan en el sustrato, formando una fina película.El grosor de la película depende de la duración del proceso de sputtering y puede controlarse ajustando parámetros como el nivel de energía de las partículas de revestimiento y la masa de los materiales implicados.
- Tipos de entornos de sputtering:
La deposición por pulverización catódica puede realizarse en diferentes entornos:En un vacío o gas a baja presión (<5 mTorr), donde las partículas pulverizadas no sufren colisiones en fase gaseosa antes de alcanzar el sustrato.
En una presión de gas más alta (5-15 mTorr), donde las partículas energéticas se "termalizan" por colisiones en fase gaseosa antes de alcanzar el sustrato, lo que puede afectar a la distribución de la energía y a la tasa de deposición del material pulverizado.
Aplicaciones del sputtering PVD:
