A pulverização catódica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas de materiais num substrato.
Envolve a utilização de um gás ionizado para fazer a ablação de um material alvo.
Isto faz com que os átomos do alvo sejam ejectados e depositados no substrato.
O resultado é um revestimento fino, uniforme e altamente puro.
Este processo é versátil e pode ser utilizado numa variedade de substratos, incluindo aqueles que não são condutores de eletricidade.
Tipos de Sputtering:
As técnicas de pulverização catódica são classificadas em vários tipos, cada um adequado para diferentes aplicações.
1. Sputtering de corrente contínua (DC):
Esta é a forma mais simples de pulverização catódica.
É aplicada uma corrente direta ao material alvo.
Isto faz com que este ejecte átomos quando bombardeado por iões do plasma.
2. Sputtering por radiofrequência (RF):
A pulverização por radiofrequência utiliza energia de radiofrequência para gerar o plasma.
Este método é particularmente útil para a deposição de materiais isolantes.
Não requer que o alvo seja condutor.
3. Sputtering de média frequência (MF):
Esta técnica utiliza uma frequência entre DC e RF.
Combina algumas das vantagens de ambas.
É eficaz para depositar materiais que são difíceis de pulverizar utilizando apenas corrente contínua ou radiofrequência.
4. Sputtering DC pulsado:
Este método utiliza uma corrente contínua pulsada.
Ajuda a reduzir os efeitos de carregamento em substratos isolantes.
Pode melhorar a qualidade da película.
5. Sputtering por magnetrão de impulso de alta potência (HiPIMS):
A HiPIMS utiliza impulsos de potência muito elevada para criar um plasma denso.
Isto leva a uma maior ionização das partículas pulverizadas.
Isto resulta em películas com melhor aderência e estruturas mais densas.
O Processo de Sputtering:
O processo de pulverização catódica começa com a colocação do substrato numa câmara de vácuo cheia de um gás inerte, normalmente árgon.
O material alvo, que vai ser depositado, é carregado negativamente, transformando-se num cátodo.
Esta carga faz com que os electrões livres saiam do alvo.
Estes electrões colidem então com os átomos do gás, ionizando-os.
Estes átomos de gás ionizados (iões) são acelerados em direção ao alvo pelo campo elétrico.
Colidem com ele e fazem com que os átomos sejam ejectados da superfície do alvo.
Estes átomos ejectados viajam então através do vácuo e depositam-se no substrato, formando uma película fina.
Aplicações da pulverização catódica:
A pulverização catódica é amplamente utilizada em várias indústrias devido à sua capacidade de criar películas finas de alta qualidade.
É utilizada no fabrico de semicondutores, dispositivos ópticos, células solares e para o revestimento de materiais em dispositivos electrónicos e de armazenamento de dados, como CDs e unidades de disco.
A técnica é também valiosa na investigação para criar estruturas de película fina precisas para experiências analíticas e em nanotecnologia.
Em resumo, a pulverização catódica é uma técnica de PVD fundamental que oferece um controlo preciso sobre a deposição de películas finas, tornando-a indispensável na tecnologia e investigação modernas.
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