O tempo de vida de um alvo de pulverização catódica pode variar significativamente, dependendo de vários factores. Estes incluem o material do alvo, a potência aplicada, o ciclo de trabalho e a eficiência de arrefecimento. Geralmente, o alvo é concebido para suportar uma determinada quantidade de energia antes de precisar de ser substituído.
Quanto tempo dura um alvo de pulverização catódica? 4 factores-chave a considerar
1. Material e aplicação de energia
O tipo de material utilizado para o alvo de pulverização catódica desempenha um papel crucial na sua longevidade. Por exemplo, os alvos de molibdénio são utilizados para produzir películas finas condutoras e estão sujeitos a definições de potência específicas.
A energia aplicada ao alvo é pulsada. Isto significa que as rajadas de energia de alta tensão (~100 µs, kW-cm-2) são seguidas por períodos de menor ou nenhuma energia, conhecidos como o tempo de "inatividade".
Esta pulsação permite que o alvo arrefeça e reduz a potência média para 1-10 kW, mantendo a estabilidade do processo.
2. Eficiência de arrefecimento
O arrefecimento eficaz é vital para prolongar a vida útil do alvo de pulverização catódica. Os projectos tradicionais têm múltiplas interfaces térmicas entre o alvo e o sistema de arrefecimento, o que pode impedir a transferência de calor.
No entanto, as concepções mais recentes permitem uma ligação direta ao poço de arrefecimento, reduzindo o número de interfaces de transferência de calor para uma. Isto pode ser melhorado com massa de vácuo termicamente condutora.
Este método de arrefecimento direto permite taxas de deposição mais elevadas e uma vida útil mais longa do alvo.
3. Distribuição de energia
No processo de pulverização catódica, apenas cerca de 1% da energia dos iões incidentes é utilizada para ejetar o material do alvo. O restante é distribuído da seguinte forma: 75% aquece o alvo e os restantes 24% são dissipados por electrões secundários.
Esta distribuição da energia realça a importância de um arrefecimento eficiente para evitar que o alvo atinja temperaturas críticas que possam degradar o seu desempenho ou causar danos.
4. Tamanho e forma
O tamanho e a forma do alvo de pulverização catódica também podem afetar a sua vida útil. Alvos maiores podem exigir designs segmentados para facilitar o arrefecimento e o manuseamento.
Este facto pode influenciar a duração de cada segmento em funcionamento.
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