La deposición por pulverización catódica es un proceso en el que los átomos son expulsados de un material objetivo sólido debido al bombardeo de partículas energéticas, normalmente iones.
Este proceso es una forma de deposición física en fase vapor (PVD) y se utiliza para depositar películas finas sobre sustratos.
4 Pasos clave de la deposición por sputtering
1. 1. Generación y aceleración de iones
En un sistema de sputtering, se introduce un gas, normalmente argón, en una cámara de vacío.
El gas argón se energiza aplicando un voltaje negativo a un cátodo, creando un plasma.
Este plasma contiene iones de argón, que están cargados positivamente debido a la eliminación de electrones.
2. 2. Pulverización catódica de los átomos del blanco
Los iones de argón son acelerados hacia el blanco cargado negativamente (cátodo) debido al campo eléctrico.
Tras el impacto, la energía cinética de los iones se transfiere a los átomos del blanco, provocando su expulsión de la superficie.
Este proceso depende de que la energía de los iones sea suficiente para superar la energía de enlace superficial de los átomos del blanco.
3. Transporte al sustrato
Los átomos expulsados viajan a través del vacío y se depositan en un sustrato cercano.
La distancia y la disposición del blanco y el sustrato son cruciales para una deposición uniforme.
4. Formación de la película fina
Los átomos pulverizados se condensan en el sustrato y forman una fina película.
Las propiedades de esta película, como el grosor y la composición, pueden controlarse ajustando parámetros como el tiempo de deposición, la presión del gas y la potencia aplicada al cátodo.
Ventajas de la deposición por pulverización catódica
- Uniformidad y control: El sputtering permite una deposición uniforme en grandes áreas y un control preciso del espesor y la composición de la película.
- Versatilidad: Puede depositar una amplia gama de materiales, incluidas aleaciones y compuestos, sobre diversas formas y tamaños de sustrato.
- Capacidad de limpieza previa: Los sustratos pueden limpiarse por pulverización catódica antes de la deposición, lo que mejora la calidad de la película.
- Prevención de daños en los dispositivos: A diferencia de otros métodos de deposición, el sputtering no introduce subproductos nocivos como los rayos X.
Aplicaciones de la deposición por pulverización catódica
La deposición por pulverización catódica se utiliza ampliamente en diversos sectores, como la fabricación de semiconductores, los revestimientos ópticos y la producción de soportes de almacenamiento de datos.
Su capacidad para depositar películas finas de alta calidad la hace indispensable en la fabricación de materiales y dispositivos avanzados.
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