A pulverização catódica é uma técnica de deposição de película fina que envolve a ejeção de átomos de um material alvo sólido devido ao bombardeamento de partículas ou iões de alta energia, que depois se condensam num substrato para formar uma película fina. Este método faz parte da Deposição Física de Vapor (PVD) e oferece um controlo preciso da espessura, uniformidade e composição da película, tornando-a versátil para várias aplicações em indústrias como a eletrónica, a ótica e a ciência dos materiais.
Explicação pormenorizada:
-
Visão geral do processo:
-
A pulverização catódica começa com a introdução de um gás controlado, normalmente árgon, numa câmara de vácuo. O gás argônio é ionizado para formar um plasma. O material alvo, que é o material a ser depositado, é colocado como cátodo na câmara. Os iões do plasma são acelerados em direção ao alvo, onde colidem com o material alvo, fazendo com que os átomos sejam ejectados ou "pulverizados" a partir do alvo.Mecanismo de Sputtering:
-
- Os iões no plasma têm energia suficiente para deslocar os átomos do alvo após a colisão. Este processo envolve a transferência de energia cinética dos iões incidentes para os átomos do alvo, dando início a uma série de colisões na superfície do alvo. Os átomos pulverizados viajam então através da região de pressão reduzida na câmara e depositam-se no substrato, formando uma película fina.Vantagens da pulverização catódica:
- Uniformidade e controlo: A pulverização catódica pode ser obtida a partir de alvos de grandes dimensões, assegurando uma espessura uniforme em grandes áreas, tais como os wafers utilizados no fabrico de semicondutores. A espessura do filme é facilmente controlada ajustando-se o tempo de deposição, mantendo-se os parâmetros operacionais fixos.
- Versatilidade de materiais: Esta técnica pode depositar uma vasta gama de materiais, incluindo aqueles com elevados pontos de fusão, em vários substratos. Esta versatilidade é crucial para aplicações que requerem propriedades ou combinações específicas de materiais.
-
Adesão melhorada: Os átomos pulverizados normalmente têm energias cinéticas mais altas em comparação com aqueles obtidos através de métodos de evaporação, levando a uma melhor adesão do filme ao substrato.
-
Tipos de Sputtering:
Um dos tipos mais comuns é a pulverização catódica por magnetrão, que utiliza um campo magnético para melhorar a ionização do gás de pulverização catódica e aumentar a eficiência do processo de pulverização catódica. Este método é particularmente útil para depositar películas finas com um controlo preciso das suas propriedades.
Aplicações:
