A pulverização catódica é um método utilizado para criar películas finas.
É um tipo de Deposição Física de Vapor (PVD).
Ao contrário de outros métodos de deposição de vapor, o material não derrete.
Em vez disso, os átomos do material de origem (alvo) são ejectados por transferência de momento de uma partícula de bombardeamento, normalmente um ião gasoso.
Mecanismo de Sputtering: Como funciona
A pulverização catódica envolve a introdução de um gás controlado, normalmente árgon quimicamente inerte, numa câmara de vácuo.
O processo começa com a energização elétrica de um cátodo para estabelecer um plasma autossustentável.
A superfície exposta do cátodo, conhecida como alvo de pulverização catódica, é então bombardeada com iões de alta energia provenientes do plasma.
Estes iões transferem o seu momento para os átomos na superfície do alvo, fazendo com que sejam ejectados.
Vantagens da pulverização catódica: Porque é que é popular
Uma vantagem da pulverização catódica é que os átomos ejectados têm energias cinéticas significativamente mais elevadas em comparação com os materiais evaporados.
Isto leva a uma melhor adesão ao substrato.
Este método também pode lidar com materiais com pontos de fusão muito elevados, tornando-o versátil para depositar uma vasta gama de materiais.
A pulverização catódica pode ser realizada em várias configurações, incluindo abordagens de baixo para cima ou de cima para baixo, dependendo dos requisitos específicos da aplicação da película fina.
Seqüência de processos em Sputtering: Passo a passo
- O material de deposição é colocado numa câmara de pulverização catódica sob baixa pressão, normalmente um vácuo parcial.
- É gerado um plasma e os iões gasosos são acelerados em direção ao alvo.
- Os iões colidem com o alvo, ejectando átomos da sua superfície.
- Estes átomos ejectados viajam através da câmara e condensam-se no substrato, formando uma película fina.
- A espessura da película depende da duração do processo de pulverização catódica e pode ser controlada através do ajuste de parâmetros como o nível de energia das partículas de revestimento e a massa dos materiais envolvidos.
Tipos de Ambientes de Sputtering: Diferentes condições
A deposição por pulverização catódica pode ser realizada em diferentes ambientes:
- Em vácuo ou gás de baixa pressão (<5 mTorr), onde as partículas pulverizadas não sofrem colisões em fase gasosa antes de atingir o substrato.
- Numa pressão de gás mais elevada (5-15 mTorr), em que as partículas energéticas são "termalizadas" por colisões em fase gasosa antes de atingirem o substrato, o que pode afetar a distribuição de energia e a taxa de deposição do material pulverizado.
Aplicações da pulverização catódica PVD: Onde é usada
A pulverização catódica por deposição física de vapor (PVD) é amplamente utilizada para depositar películas finas de vários materiais em substratos.
Esta técnica é crucial no fabrico de dispositivos electrónicos, revestimentos ópticos e várias aplicações industriais em que a deposição precisa de películas finas é essencial.
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