A pulverização catódica por corrente contínua (DC) é uma técnica fundamental de deposição física de vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas.
Neste processo, é aplicada uma tensão contínua constante entre um substrato (ânodo) e um material alvo (cátodo).
O mecanismo principal envolve o bombardeamento do material alvo com gás ionizado, normalmente iões de árgon (Ar), o que resulta na ejeção de átomos do alvo.
Estes átomos ejectados viajam então através da câmara de vácuo e depositam-se no substrato, formando uma película fina.
O que é a pulverização de corrente contínua (DC)? 4 passos fundamentais para compreender esta técnica de PVD
1. Aplicação de tensão e ionização
Na pulverização catódica DC, é aplicada uma tensão DC de 2-5 kV entre o alvo e o substrato numa câmara de vácuo.
A câmara é inicialmente evacuada a uma pressão de 3-9 mTorr.
É então introduzido gás árgon e, sob a influência da tensão aplicada, os átomos de árgon são ionizados para formar um plasma.
Este plasma é constituído por iões de árgon com carga positiva.
2. Bombardeamento e pulverização catódica
Os iões de árgon carregados positivamente são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo) pelo campo elétrico.
Após o impacto, estes iões deslocam átomos do material alvo através de um processo designado por pulverização catódica.
Este processo envolve a transferência de energia suficiente para que os átomos do alvo ultrapassem as suas forças de ligação, fazendo com que sejam ejectados da superfície.
3. Deposição no substrato
Os átomos alvo ejectados viajam em várias direcções dentro da câmara e acabam por se depositar no substrato (ânodo), formando uma película fina.
Este processo de deposição é crucial para aplicações como revestimentos metálicos, fabrico de semicondutores e acabamentos decorativos.
4. Vantagens e limitações
A pulverização catódica DC é particularmente adequada para a deposição de materiais condutores devido à sua simplicidade e baixo custo.
É fácil de controlar e requer um consumo de energia relativamente baixo.
No entanto, não é eficaz para depositar materiais não condutores ou dieléctricos porque estes materiais não conduzem o fluxo de electrões necessário para manter o processo de pulverização catódica.
Além disso, a taxa de deposição pode ser baixa se a densidade dos iões de árgon for insuficiente.
Aplicações
A pulverização catódica DC é amplamente utilizada em indústrias como a dos semicondutores, onde ajuda a criar circuitos de microchips, e em aplicações decorativas, como revestimentos de ouro em jóias e relógios.
É também utilizada para revestimentos não reflectores em vidro e componentes ópticos, e para metalizar plásticos de embalagem.
Em resumo, a pulverização catódica DC é uma técnica de PVD versátil e rentável, utilizada principalmente para depositar películas finas condutoras, com aplicações que vão desde a eletrónica até aos acabamentos decorativos.
A sua eficácia é limitada a materiais condutores e pode ser restringida pela taxa de bombardeamento de iões.
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