La principal diferencia entre la potencia de RF (radiofrecuencia) y la de CC (corriente continua) en el sputtering radica en el tipo de fuente de alimentación utilizada y en los mecanismos por los que ionizan el material objetivo y lo depositan sobre el sustrato.
Resumen:
- Pulverización catódica de corriente continua: Utiliza una fuente de alimentación de corriente continua, que suele requerir entre 2.000 y 5.000 voltios, para ionizar directamente el plasma de gas mediante bombardeo de electrones.
- Pulverización catódica por RF: Sustituye la fuente de alimentación de corriente continua por una de corriente alterna, que funciona a una frecuencia de 1MHz o superior, y requiere voltajes más altos (1.012 voltios o más) para lograr tasas de deposición similares. El sputtering RF utiliza energía cinética para extraer electrones de los átomos de gas, creando ondas de radio para la ionización.
Explicación detallada:
Pulverización catódica de CC:
En el sputtering DC, se utiliza una fuente de alimentación de corriente continua para generar un plasma dentro de una cámara de vacío. La fuente de alimentación suministra una tensión constante, que suele oscilar entre 2.000 y 5.000 voltios, suficiente para ionizar el gas inerte introducido en la cámara. A continuación, el gas ionizado, o plasma, se acelera hacia el material objetivo, provocando la expulsión de átomos que se depositan sobre el sustrato. Este proceso se basa en el bombardeo iónico directo del objetivo por los electrones del plasma.Pulverización catódica por RF:
- La pulverización catódica por RF utiliza una fuente de alimentación de CA que alterna la polaridad de la energía aplicada al blanco. Esta corriente alterna funciona a alta frecuencia, normalmente a 1 MHz o más. El cambio de polaridad permite el bombardeo eficaz de materiales aislantes, ya que los iones positivos recogidos en la superficie del blanco se neutralizan durante el semiciclo positivo, y los átomos del blanco son bombardeados durante el semiciclo negativo. La frecuencia y el voltaje más elevados (1.012 voltios o más) son necesarios para crear la energía cinética necesaria para eliminar los electrones de los átomos del gas, generando ondas de radio que ionizan el gas y facilitan el proceso de sputtering.Ventajas y desventajas del sputtering por RF:
- Ventajas: El sputtering RF es especialmente eficaz para depositar materiales aislantes, que son difíciles de sputterizar utilizando métodos DC. La corriente alterna permite un tratamiento eficaz de la acumulación de carga en el blanco, lo que es habitual con materiales aislantes.
Desventajas:
El sputtering por RF requiere equipos más complejos y caros, incluidos conectores y cables especiales diseñados para corrientes de CA de alta frecuencia. También tiende a calentar más el sustrato y requiere niveles de potencia más elevados para lograr tasas de deposición comparables a las del sputtering de CC.
En resumen, la elección entre el sputtering de RF y el de CC depende del material que se vaya a depositar y de los requisitos específicos del proceso de deposición, siendo preferible el de RF para materiales aislantes debido a su capacidad para gestionar eficazmente la acumulación de cargas.
