O rendimento da pulverização catódica é influenciado por vários factores. Estes factores determinam a quantidade de material que pode ser ejectado do alvo durante o processo de pulverização catódica.
5 factores-chave que influenciam o rendimento da pulverização catódica
1. Energia dos iões incidentes
A energia dos iões que atingem o material alvo é crucial. Os iões de maior energia podem deslocar os átomos do alvo de forma mais eficaz, conduzindo a um maior rendimento de pulverização catódica. Esta energia é normalmente fornecida por um plasma.
2. Massas dos iões e dos átomos do alvo
A massa dos iões incidentes em relação à massa dos átomos do alvo também desempenha um papel significativo. Os iões mais pesados podem transferir mais energia durante as colisões, conduzindo a um rendimento mais elevado. Por outro lado, os átomos alvo mais pesados são mais difíceis de deslocar.
3. Energia de ligação dos átomos no sólido
A energia de ligação dos átomos no material alvo afecta a facilidade com que podem ser ejectados. Energias de ligação mais elevadas requerem mais energia para deslocar os átomos, o que pode diminuir o rendimento da pulverização catódica.
4. Parâmetros de pulverização catódica
Podem ser ajustados vários parâmetros para otimizar o processo de pulverização catódica. Estes incluem:
- Densidade de potência do alvo: A quantidade de energia aplicada ao alvo por unidade de área.
- Corrente e tensão de pulverização: Controlam a energia e o número de iões que atingem o alvo.
- Pressão (vácuo) na câmara de amostragem: A pressão do gás de pulverização pode influenciar o caminho livre médio dos átomos pulverizados e a densidade do plasma.
- Distância do alvo à amostra: A distância afecta o tempo de viagem e a energia dos átomos pulverizados antes de atingirem o substrato.
- Gás de pulverização: O tipo de gás utilizado pode afetar a ionização e a energia dos iões.
- Espessura e material do alvo: Alvos mais espessos podem sustentar tempos de pulverização mais longos, e materiais diferentes têm rendimentos de pulverização diferentes.
5. Cálculos teóricos
A taxa de pulverização pode ser calculada teoricamente utilizando fórmulas que consideram factores como a densidade do fluxo de iões, o número de átomos do alvo por unidade de volume, o peso atómico, a distância entre o alvo e o substrato e o grau de ionização.
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