El principio del sputtering por magnetrón implica el uso de un campo magnético para mejorar la eficacia de la generación de plasma, lo que conduce a la deposición de películas finas sobre sustratos en una cámara de vacío. Esta técnica se caracteriza por la alta velocidad, el bajo daño y la baja temperatura del sputtering.
Resumen del principio:
El sputtering por magnetrón es una técnica de deposición física de vapor (PVD) en la que se utiliza un campo magnético para atrapar electrones cerca de la superficie del blanco, aumentando la probabilidad de colisiones entre electrones y átomos de argón. Esto mejora la producción y la densidad del plasma, lo que conduce a una pulverización eficiente del material objetivo sobre un sustrato.
-
Explicación detallada:
- Aumento de la generación de plasma:
-
En el sputtering por magnetrón, se aplica un campo magnético cerrado sobre la superficie del blanco. Este campo magnético, denotado por B, obliga a los electrones a seguir una trayectoria circular, aumentando significativamente su tiempo de permanencia en el plasma. Esta interacción prolongada aumenta la probabilidad de colisiones entre electrones y átomos de gas argón, potenciando así la ionización de las moléculas de gas.
- Proceso de pulverización catódica:
-
Cuando se aplica un campo eléctrico, los iones de gas ionizados se aceleran y bombardean el material objetivo, provocando la expulsión de sus átomos. Estos átomos expulsados se condensan en la superficie del sustrato, formando una fina película. El proceso es eficaz gracias a la alta densidad de plasma mantenida por el campo magnético.
- Ventajas sobre otras técnicas:
-
En comparación con la evaporación por arco catódico, el sputtering por magnetrón funciona a temperaturas más bajas, lo que resulta beneficioso para preservar la integridad de los sustratos sensibles a la temperatura. Sin embargo, la temperatura más baja puede reducir la relación de ionización de las moléculas, lo que se mitiga utilizando más plasma en una técnica conocida como pulverización catódica por magnetrón mejorada con plasma.
- Componentes del sistema:
-
Un sistema típico de pulverización catódica por magnetrón incluye una cámara de vacío, un material objetivo, un soporte de sustrato, un magnetrón (que genera el campo magnético) y una fuente de alimentación. Cada componente desempeña un papel crucial en el mantenimiento del entorno de vacío, la colocación del blanco y el sustrato, y la generación de los campos eléctricos y magnéticos necesarios para el proceso de sputtering.
- Desarrollo y aplicación:
El sputtering por magnetrón se desarrolló para superar las limitaciones de las técnicas de sputtering anteriores, como las bajas velocidades de deposición y las bajas velocidades de disociación del plasma. Desde entonces se ha convertido en un método predominante en la industria de recubrimientos debido a su eficacia y versatilidad para depositar diversos materiales sobre distintos sustratos.Revisión y corrección:
