A pulverização catódica é um processo utilizado para criar películas finas através da ejeção de átomos de um material alvo sólido e da sua deposição num substrato. Este método faz parte de uma categoria mais ampla chamada Deposição Física de Vapor (PVD).
Como funciona o método de Sputtering? Explicado em 6 passos simples
1. Configuração do processo
A pulverização catódica é efectuada numa câmara de vácuo cheia de um gás inerte, normalmente árgon. O material alvo, que é a fonte dos átomos a depositar, está carregado negativamente, o que faz dele um cátodo. Esta configuração é essencial porque inicia o fluxo de electrões livres a partir do cátodo.
2. Ionização e colisões
Os electrões livres do cátodo colidem com os átomos do gás árgon, ionizando-os. Estas moléculas de gás ionizadas (iões de árgon) são então aceleradas em direção ao alvo carregado negativamente devido ao campo elétrico.
3. Ejeção de átomos
Quando os iões de árgon energéticos atingem o alvo, transferem o seu momento para os átomos do material alvo. Este processo de colisão ejecta os átomos do alvo da superfície para a fase gasosa. Este é o mecanismo central da pulverização catódica, em que a energia dos iões é utilizada para deslocar os átomos do alvo.
4. Deposição no substrato
Os átomos ejectados viajam através do vácuo e depositam-se num substrato próximo. Estes átomos ligam-se ao substrato a nível atómico, formando uma película fina com propriedades específicas, como a refletividade e a resistividade eléctrica ou iónica, dependendo do material do alvo e do substrato.
5. Tipos de pulverização catódica
Existem vários tipos de processos de pulverização catódica, incluindo a pulverização catódica por feixe de iões, a pulverização catódica por díodo e a pulverização catódica por magnetrão. Cada tipo varia na forma como os iões são gerados e como interagem com o material alvo. Por exemplo, na pulverização por magnetrão, é utilizado um campo magnético para confinar os electrões, melhorando o processo de ionização e aumentando a eficiência da pulverização.
6. Aplicações e otimização
A pulverização catódica é utilizada para criar películas finas com um controlo preciso das suas propriedades. Os parâmetros do processo, como a pressão do gás, a tensão e a distância entre o alvo e o substrato, podem ser optimizados para controlar a morfologia, a orientação dos grãos, o tamanho e a densidade da película. Esta precisão torna a pulverização catódica ideal para aplicações que requerem interfaces perfeitas entre materiais, como no fabrico de semicondutores e revestimentos ópticos.
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