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Na pulverização catódica, o alvo é efetivamente o cátodo.Isto acontece porque o alvo está ligado a um potencial negativo (cátodo) no sistema de pulverização catódica, enquanto o substrato actua como elétrodo positivo (ânodo).Quando é aplicada uma tensão elevada, o gás inerte (normalmente árgon) na câmara é ionizado, criando um plasma.Os iões de árgon carregados positivamente são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo), bombardeando-o e ejectando átomos da superfície do alvo.Estes átomos ejectados depositam-se então no substrato, formando uma película fina.Este processo é fundamental tanto para a pulverização catódica de magnetrões como para a pulverização catódica de corrente contínua, em que o papel do alvo como cátodo é fundamental para a deposição de materiais.

Pontos-chave explicados:

1. O alvo como cátodo:

   • Na pulverização catódica, o alvo está ligado a um potencial negativo, o que faz dele o cátodo do sistema.
   • O substrato, por outro lado, actua como elétrodo positivo (ânodo).
   • Esta configuração cria um campo elétrico que acelera os iões de carga positiva em direção ao alvo.

2. Papel do gás inerte:

   • Um gás inerte, normalmente árgon, é introduzido na câmara de vácuo.
   • O gás é ionizado pela alta tensão aplicada entre o alvo (cátodo) e o substrato (ânodo), criando um plasma.
   • O plasma é constituído por iões de árgon com carga positiva e electrões livres.

3. Mecanismo de pulverização catódica:

   • Os iões de árgon carregados positivamente são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo).
   • Quando estes iões de alta energia atingem o alvo, ejectam átomos da superfície do alvo através de um processo designado por pulverização catódica.
   • Os átomos ejectados viajam então através da câmara de vácuo e depositam-se no substrato, formando uma película fina.

4. Sputtering por magnetrão:

   • Na pulverização por magnetrão, é colocado um magnetrão perto do alvo para melhorar o processo de pulverização.
   • O campo magnético confina o plasma perto da superfície do alvo, aumentando a ionização do gás inerte e melhorando a eficiência da pulverização.
   • Isto resulta numa taxa de deposição mais elevada e numa melhor qualidade da película.

5. Sputtering DC:

   • Na pulverização catódica DC, é utilizado um campo de corrente contínua (DC) para gerar o plasma.
   • O alvo (cátodo) encontra-se a um potencial negativo de várias centenas de volts, enquanto o substrato actua como elétrodo positivo.
   • Este método é particularmente eficaz para alvos metálicos, mas menos eficaz para materiais não condutores, que podem ficar carregados positivamente e repelir os iões de árgon.

6. Material e forma do alvo:

   • O alvo é uma peça sólida do material a ser depositado, como ouro ou outros metais.
   • Tem normalmente uma forma plana ou cilíndrica e deve ser suficientemente grande para evitar a pulverização acidental de outros componentes, tais como rolamentos metálicos.
   • A superfície do alvo é sempre maior do que a área efetivamente pulverizada, e os alvos usados apresentam frequentemente ranhuras mais profundas ou \"pistas de corrida\" onde a pulverização catódica foi predominante.

7. Aplicações no fabrico de semicondutores:

   • Os alvos de pulverização catódica são amplamente utilizados no fabrico de semicondutores para depositar películas finas de ligas metálicas em substratos.
   • Os alvos devem assegurar a pureza química e a uniformidade metalúrgica para satisfazer os requisitos rigorosos da produção de semicondutores.

Em resumo, o alvo na pulverização catódica é efetivamente o cátodo, desempenhando um papel crucial no processo de deposição ao fornecer o material que é ejectado e depositado no substrato.A interação entre o alvo (cátodo), o substrato (ânodo) e o plasma criado pelo gás inerte é fundamental para o processo de pulverização catódica, permitindo a criação de películas finas de alta qualidade para várias aplicações, incluindo o fabrico de semicondutores.

Tabela de resumo:

Aspeto-chave	Detalhes
Alvo como cátodo	Ligado a um potencial negativo, atrai iões de árgon para a pulverização catódica.
Papel do gás inerte	O árgon é ionizado para criar plasma, essencial para o processo de pulverização catódica.
Mecanismo de pulverização catódica	Os iões de árgon bombardeiam o alvo, ejectando átomos que se depositam no substrato.
Sputterização por magnetrão	O campo magnético aumenta o confinamento do plasma, melhorando a eficiência da deposição.
Sputtering DC	A corrente contínua gera plasma, ideal para alvos metálicos.
Material e forma do alvo	Normalmente plano ou cilíndrico, feito de materiais como o ouro ou outros metais.
Aplicações	Amplamente utilizado no fabrico de semicondutores para películas finas de alta qualidade.

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