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A pulverização catódica é um processo de deposição de película fina amplamente utilizado em indústrias como a dos semicondutores, dispositivos ópticos e painéis solares.Envolve a ejeção de átomos de um material alvo para um substrato através do bombardeamento por partículas de alta energia numa câmara de vácuo.Normalmente, o processo inclui etapas como a criação de vácuo, a introdução de um gás inerte, a ionização do gás para formar um plasma e a deposição do material alvo no substrato.Este método assegura revestimentos de película fina precisos e uniformes, tornando-o essencial para processos de fabrico avançados.

Explicação dos pontos principais:

1. Preparação da câmara de vácuo:

   • A primeira etapa da pulverização catódica consiste em criar vácuo no interior da câmara de reação.Isto implica baixar a pressão interna para cerca de 1 Pa para remover a humidade e as impurezas.Um ambiente de vácuo é crucial para evitar a contaminação e garantir a pureza da película depositada.

2. Introdução de gás inerte:

   • Uma vez estabelecido o vácuo, um gás inerte, normalmente árgon, é bombeado para a câmara.O árgon é preferido porque é quimicamente inerte e não reage com o material alvo ou com o substrato.O gás cria uma atmosfera de baixa pressão necessária para a formação do plasma.

3. Aquecimento da câmara:

   • A câmara é aquecida a temperaturas que variam entre 150°C e 750°C.O aquecimento ajuda a conseguir uma melhor aderência da película depositada ao substrato e pode também influenciar a microestrutura da película.

4. Criação do plasma:

   • É aplicada uma alta tensão para ionizar os átomos de árgon, criando um plasma.Em processos como o sputtering por radiofrequência, são utilizadas ondas de rádio para ionizar o gás.O plasma é constituído por iões de árgon com carga positiva e electrões livres.

5. Bombardeamento do material alvo:

   • O material alvo, que actua como cátodo, está carregado negativamente.Isto atrai os iões de árgon carregados positivamente do plasma.Quando estes iões de alta energia colidem com o alvo, deslocam átomos ou moléculas do material alvo.

6. Deposição no substrato:

   • Os átomos ou moléculas do alvo deslocados formam um fluxo de vapor que viaja através da câmara de vácuo e se deposita no substrato, que actua como ânodo.Isto resulta na formação de uma película fina ou de um revestimento no substrato.

7. Diminuição da velocidade e arrefecimento:

   • Após o processo de deposição, a câmara é gradualmente arrefecida até à temperatura ambiente e a pressão é reposta ao nível ambiente.Este passo assegura a estabilidade e a integridade da película depositada.

8. Tratamentos pós-deposição opcionais:

   • Em função da aplicação, a película depositada pode ser objeto de tratamentos complementares, como o recozimento ou o tratamento térmico, para melhorar as suas propriedades.As propriedades da película são depois analisadas para garantir que cumprem as especificações exigidas.

Seguindo estes passos, a pulverização catódica proporciona um método controlado e preciso para depositar películas finas, tornando-a indispensável em várias indústrias de alta tecnologia.

Tabela de resumo:

Passo	Descrição
1.Preparação da câmara de vácuo	Criar um vácuo (≈1 Pa) para remover as impurezas e garantir a pureza da película.
2.Introdução de gás inerte	Bombear gás inerte (por exemplo, árgon) para a câmara para a formação de plasma.
3.Aquecimento da câmara	Aquecer a câmara (150°C-750°C) para melhorar a aderência da película e a microestrutura.
4.Criação de plasma	Aplicar alta tensão ou RF para ionizar o gás, formando um plasma.
5.Bombardeamento do material alvo	Os iões de árgon colidem com o alvo, deslocando átomos/moléculas.
6.Deposição no substrato	Os átomos deslocados formam um fluxo de vapor que se deposita no substrato.
7.Redução da velocidade e arrefecimento	Arrefecer gradualmente a câmara para estabilizar a película depositada.
8.Tratamentos opcionais pós-deposição	Aplique recozimento ou tratamento térmico para melhorar as propriedades do filme.

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