El pulverizado con plasma es un proceso utilizado para depositar películas finas sobre un sustrato.
Utiliza un plasma para desprender átomos de un material objetivo y depositarlos sobre la superficie del sustrato.
El proceso implica la creación de un plasma a partir de un gas noble, normalmente argón, dentro de una cámara de vacío.
Este plasma se mantiene aplicando un voltaje de CC o RF, que ioniza el gas y crea un entorno dinámico de átomos de gas neutros, iones, electrones y fotones.
Explicación de los 4 pasos clave
1. Creación del plasma
El proceso comienza inyectando un gas noble, normalmente argón, en una cámara al vacío.
La presión dentro de la cámara se mantiene a un nivel específico, normalmente no superior a 0,1 Torr.
A continuación, se utiliza una fuente de corriente continua o de radiofrecuencia para ionizar el gas y crear un plasma.
Este plasma es una colección de partículas cargadas y electrones libres, que están casi en equilibrio debido a la energía transferida desde la fuente de energía.
2. Mecanismo de pulverización catódica
Dentro del plasma, los átomos de argón se convierten en iones cargados positivamente al perder electrones.
Estos iones son acelerados hacia un cátodo, que es el material objetivo.
El blanco es la fuente del material que se depositará sobre el sustrato.
Cuando los iones chocan con el objetivo, transfieren su energía cinética, haciendo que los átomos o moléculas del objetivo sean expulsados o "pulverizados" en el entorno circundante.
3. 3. Deposición de material
El material pulverizado forma una corriente de vapor que viaja a través de la cámara y finalmente golpea el sustrato, donde se condensa y forma una fina película.
La velocidad a la que se pulveriza el material del blanco, conocida como velocidad de pulverización catódica, viene determinada por varios factores, como el rendimiento de pulverización catódica, el peso molar del blanco, la densidad del material y la densidad de la corriente de iones.
4. Aplicaciones e importancia
El sputtering con plasma es crucial en varias industrias para crear revestimientos de alta calidad necesarios para aplicaciones como pantallas LED, filtros ópticos y óptica de precisión.
Es una forma de deposición física de vapor (PVD) y se ha utilizado ampliamente desde la década de 1970, evolucionando hasta convertirse en una parte integral de la tecnología moderna en sectores como el aeroespacial, la energía solar, la microelectrónica y la automoción.
En resumen, el sputtering por plasma es un sofisticado método de deposición de películas finas que se basa en la interacción de un plasma con un material objetivo para expulsar y depositar átomos sobre un sustrato.
Este proceso es esencial para la producción de recubrimientos de alta calidad utilizados en numerosas aplicaciones tecnológicas.
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