Um sistema de vácuo, tal como utilizado na pulverização catódica, é um componente essencial de um sistema de revestimento por pulverização catódica. Este sistema é utilizado para depositar películas finas de materiais condutores de eletricidade em microcircuitos ou outros substratos. O sistema de vácuo assegura que o processo decorre num ambiente controlado com o mínimo de interferência de contaminantes.
O sistema de vácuo consiste numa câmara de vácuo, que é evacuada até uma pressão de base para remover quaisquer moléculas de gás residuais, tais como H2O, ar, H2 e Ar. Esta pressão de base está normalmente na gama de alto vácuo, cerca de 10-6 mbar ou superior, para garantir superfícies limpas e evitar a contaminação.
Assim que a câmara é evacuada, é introduzido na câmara um gás de processo inerte de elevada pureza, normalmente árgon. Este gás serve como gás de pulverização catódica e desempenha um papel crucial no processo de pulverização catódica. Transporta energia cinética por impacto durante as colisões moleculares de alta energia no plasma, o que cria os iões de gás que são a principal força motriz da deposição de película fina por pulverização catódica. A pressão durante a deposição por pulverização catódica situa-se normalmente na gama dos mTorr, variando entre 10-3 e cerca de 10-2 mbar.
O próprio processo de pulverização catódica envolve a aplicação de uma corrente eléctrica DC ao material de revestimento alvo, que serve como cátodo ou ponto de polarização negativa onde os electrões entram no sistema. O substrato a ser revestido também recebe uma carga positiva e torna-se o ânodo. A corrente eléctrica DC situa-se normalmente entre -2 e -5 kV.
O alvo de pulverização, que é o material a ser utilizado como revestimento, é colocado na câmara de vácuo paralelamente ao substrato. Quando as partículas de pulverização catódica, que têm uma elevada energia cinética, atingem a superfície do alvo, os átomos do alvo são "expulsos" e voam em direção ao substrato, onde formam uma película. As partículas do alvo cobrem o substrato de forma uniforme e rápida. A baixa temperatura das partículas pulverizadas permite que mesmo os substratos sensíveis ao calor, como os plásticos, sejam revestidos com cerâmica ou metais.
Nalguns casos, se o substrato for muito sensível, a câmara de vácuo pode ser preenchida até certo ponto com um gás inerte. Isto permite o controlo da energia cinética das partículas provenientes do alvo, uma vez que estas podem sofrer colisões e perder alguma da sua velocidade antes de serem depositadas no substrato.
Em geral, o sistema de vácuo na pulverização catódica é crucial para criar um ambiente controlado e garantir a deposição de películas finas limpas, uniformes e de alta qualidade nos substratos.
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