A pulverização reactiva é uma forma especializada de pulverização por plasma utilizada para depositar películas finas em substratos.
Neste processo, as partículas pulverizadas de um material alvo sofrem uma reação química com um gás reativo para formar uma película composta no substrato.
Este método é particularmente útil para criar películas a partir de compostos, cuja formação é normalmente mais lenta utilizando os métodos tradicionais de pulverização catódica.
5 pontos-chave explicados: O que é Sputtering Reativo?
1. Visão geral do processo
Na pulverização reactiva, o material alvo (normalmente um metal como o alumínio ou o ouro) é pulverizado numa câmara de vácuo que contém um gás reativo, como o oxigénio ou o azoto.
As partículas pulverizadas reagem com este gás para formar um composto que é depois depositado no substrato.
Isto difere da pulverização catódica convencional, em que o material alvo é depositado como um elemento puro.
2. Reação química
A reação química ocorre quando as partículas de metal do alvo interagem com o gás reativo na câmara.
Por exemplo, se for utilizado oxigénio, as partículas de metal podem formar óxidos metálicos ao atingirem o substrato.
Esta reação é crucial para a formação da película composta e é controlada pelas pressões parciais dos gases inertes e reactivos na câmara.
3. Influência do gás reativo
A introdução de um gás reativo influencia significativamente o processo de deposição, conduzindo frequentemente a um controlo mais complexo dos parâmetros.
Esta complexidade resulta da necessidade de equilibrar as taxas de reação e as taxas de deposição para obter a composição e as propriedades desejadas da película.
O modelo de Berg, por exemplo, ajuda a compreender e a prever os efeitos da adição de gás reativo no processo de pulverização catódica.
4. Controlo e otimização
A composição da película pode ser ajustada através da variação das pressões relativas dos gases inertes e reactivos.
Este ajuste é fundamental para otimizar as propriedades funcionais da película, como a tensão no nitreto de silício (SiNx) ou o índice de refração no óxido de silício (SiOx).
O processo apresenta frequentemente um comportamento do tipo histerese, exigindo um controlo cuidadoso das pressões e dos caudais de gás para manter um funcionamento estável.
5. Vantagens e aplicações
A pulverização catódica reactiva é vantajosa pela sua capacidade de formar rapidamente películas compostas, o que é particularmente útil em indústrias que requerem películas finas com composições químicas específicas, tais como a eletrónica, a ótica e os revestimentos protectores.
A capacidade de controlar com precisão a composição química e as propriedades da película faz da pulverização reactiva uma técnica valiosa nestes domínios.
Em resumo, a pulverização reactiva combina os princípios da pulverização convencional e da deposição de vapor químico para produzir eficazmente películas finas de compostos, oferecendo um método versátil e controlável para várias aplicações industriais.
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