O processo de pulverização catódica, embora versátil e amplamente utilizado, tem várias limitações que afectam a sua eficiência e aplicabilidade. Estas limitações incluem dificuldades na combinação com o lift-off para a estruturação de películas, desafios no controlo ativo para o crescimento camada a camada e a incorporação de gases inertes como impurezas na película. Além disso, variantes específicas como a pulverização catódica por magnetrão enfrentam problemas como baixas taxas de utilização do alvo, instabilidade do plasma e limitações na pulverização de materiais magnéticos fortes a baixas temperaturas.
Dificuldade em combinar com Lift-Off para estruturar películas:
A pulverização catódica envolve um processo de transporte difuso, o que significa que os átomos não são direcionados com precisão para o substrato. Essa caraterística torna difícil sombrear ou restringir totalmente onde os átomos se depositam, levando a possíveis problemas de contaminação. A incapacidade de controlar com precisão o local de deposição complica a integração da pulverização catódica com os processos de levantamento, que são cruciais para a estruturação de películas em microeletrónica e outras aplicações de precisão.Desafios no controlo ativo do crescimento camada a camada:
Em comparação com outras técnicas de deposição, como a deposição por laser pulsado, a pulverização catódica tem limitações na obtenção de um controlo ativo do crescimento camada a camada. Isto é particularmente importante em aplicações que requerem uma espessura e composição precisas e controladas da película. A falta de controlo preciso pode levar a inconsistências nas propriedades da película, afectando o desempenho global dos materiais.
Incorporação de gases inertes como impurezas:
Durante a pulverização catódica, os gases inertes utilizados no processo podem ficar presos ou incorporados na película em crescimento, actuando como impurezas. Estas impurezas podem degradar a qualidade e o desempenho das películas depositadas, especialmente em aplicações onde a pureza é crítica, como no fabrico de semicondutores.Limitações específicas da pulverização catódica por magnetrão:
A pulverização catódica por magnetrões, uma variante comummente utilizada, tem o seu próprio conjunto de desvantagens. O campo magnético em anel utilizado nesta técnica confina o plasma a áreas específicas, levando a um desgaste irregular do material alvo e a baixas taxas de utilização, frequentemente inferiores a 40%. Isto resulta num desperdício significativo de material e num aumento dos custos. Além disso, a técnica enfrenta desafios na obtenção de pulverização catódica de alta velocidade a baixas temperaturas para materiais magnéticos fortes devido a limitações na aplicação de campos magnéticos externos.
