El proceso de un blanco de pulverización catódica implica el uso de un material sólido, conocido como blanco de pulverización catódica. En una cámara de vacío, los iones gaseosos fragmentan el blanco en partículas diminutas. Estas partículas forman entonces una pulverización que recubre un sustrato, creando una fina película. Esta técnica, conocida como deposición por pulverización catódica o deposición de película fina, se utiliza habitualmente en la creación de semiconductores y chips informáticos.
7 pasos clave en el proceso de deposición por pulverización catódica
1. Preparación de la cámara de vacío
El proceso comienza en una cámara de vacío donde la presión de base es extremadamente baja, normalmente entre 10 y -6 milibares. Se trata de una milmillonésima parte de la presión atmosférica normal. Este entorno de vacío es crucial para evitar cualquier contaminación de la película fina.
2. Introducción de gas inerte
Se introduce en la cámara un gas controlado, normalmente argón, que es químicamente inerte. Los átomos del gas se convierten en iones cargados positivamente al perder electrones dentro del plasma.
3. Generación del plasma
Se aplica una corriente eléctrica a un cátodo, que contiene el material objetivo para sputtering. Esto genera un plasma autosostenible. El material objetivo, que puede ser metálico, cerámico o incluso plástico, se expone a este plasma.
4. Proceso de sputtering
Los iones de argón cargados positivamente se aceleran hacia el material objetivo con alta energía cinética. Cuando chocan con el objetivo, dislocan átomos o moléculas del material objetivo, creando una corriente de vapor de estas partículas.
5. Deposición sobre el sustrato
El material pulverizado, ahora en forma de vapor, atraviesa la cámara y golpea el sustrato, donde se adhiere y forma una fina película o recubrimiento. Este sustrato suele estar en el lugar donde se necesita la película fina, como en semiconductores o chips de ordenador.
6. Refrigeración y control
Durante el proceso, se puede utilizar un conjunto de imanes dentro del blanco para controlar el plasma, y se hace circular agua de refrigeración dentro del cilindro del blanco para disipar el calor generado.
7. Fabricación de cátodos para sputtering
El proceso de fabricación de cátodos para sputtering depende del material y del uso previsto. Se utilizan técnicas como el prensado en caliente clásico y en vacío, el prensado en frío y la sinterización, y la fundición y colado en vacío. Cada lote de producción se somete a rigurosos procesos analíticos para garantizar una alta calidad.
Este minucioso proceso garantiza la deposición de películas finas de alta calidad, esenciales en diversas aplicaciones tecnológicas, especialmente en la industria electrónica.
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