O plasma é criado na pulverização catódica por magnetrão através de um processo chamado ionização de gás. Este processo envolve vários passos e componentes chave. Vamos explicar:
4 passos fundamentais para a criação de plasma na pulverização catódica por magnetrão
1. Configuração da câmara de vácuo
O processo começa numa câmara de vácuo. A pressão no interior da câmara é reduzida para criar um ambiente de baixa pressão. Isto é crucial para a geração eficiente de plasma.
2. Introdução do gás de pulverização
É introduzido um gás inerte, normalmente árgon ou xénon, na câmara de vácuo. Os gases inertes são escolhidos porque não reagem com o material alvo ou com outros gases do processo. Também facilitam taxas de pulverização e deposição mais elevadas devido ao seu elevado peso molecular.
3. Aplicação de alta tensão
É aplicada uma alta tensão ao gás dentro da câmara. Para o árgon, que é normalmente utilizado, o potencial de ionização é de cerca de 15,8 electrões-volt (eV). Esta alta tensão ioniza os átomos do gás, criando um plasma.
4. Papel do magnetrão na geração do plasma
Na pulverização catódica por magnetrão, um campo magnético fechado é sobreposto à superfície do alvo. Este campo magnético aumenta a eficiência da geração de plasma, aumentando a probabilidade de colisões entre electrões e átomos de árgon perto da superfície do alvo.
Melhorar a geração de plasma com o Magnetrão
Melhoria do campo magnético
O campo magnético aprisiona os electrões, fazendo-os girar em espiral à volta do material alvo. Estes electrões colidem com átomos de gás próximos, ionizando-os e sustentando o plasma. Esta cascata de colisões gera electrões secundários, que aumentam ainda mais a produção e a densidade do plasma.
Processo de pulverização catódica
O plasma gerado contém iões de carga positiva. Estes iões são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente por um campo elétrico. O impacto destes iões de alta energia na superfície do alvo desaloja os átomos do alvo.
Deposição no substrato
Os átomos deslocados viajam do alvo para o substrato, onde se condensam e formam uma película fina. O substrato é normalmente colocado numa posição que garanta um revestimento uniforme, o que pode implicar a utilização de um suporte de substrato rotativo ou móvel.
Conclusão
A criação de plasma na pulverização catódica por magnetrão é um processo dinâmico que envolve a ionização de gás, a aplicação de alta tensão e a utilização estratégica de um campo magnético para aumentar e manter o plasma. Este plasma facilita então o processo de pulverização catódica, em que os átomos alvo são ejectados e depositados num substrato, formando uma película fina.
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