A polarização da pulverização RF refere-se ao potencial elétrico alternado aplicado durante o processo de pulverização RF, que é crucial para gerir a acumulação de carga no material alvo e garantir uma pulverização eficiente dos átomos. Na pulverização por RF, a polarização é ajustada dinamicamente a frequências de rádio (normalmente 13,56 MHz) para evitar a acumulação de cargas no alvo, o que pode levar à formação de arcos e a outros problemas de controlo de qualidade nas películas finas que estão a ser depositadas.
Explicação pormenorizada:
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Mecanismo de polarização RF:
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Na pulverização catódica por RF, a polarização é aplicada de forma a alternar o potencial elétrico entre ciclos positivos e negativos. Durante o ciclo positivo, os electrões são atraídos para o cátodo, criando uma polarização negativa. Isto ajuda a iniciar o processo de pulverização catódica, ionizando o gás na câmara e formando um plasma. No ciclo negativo, o bombardeamento de iões continua, mas o sistema evita uma tensão negativa constante no cátodo para evitar a acumulação de iões, especialmente no caso de alvos isolantes.Importância da polarização de RF:
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O ajuste dinâmico da polarização em frequências de rádio é essencial para a pulverização de materiais isolantes ou com baixa condutividade. Na pulverização por corrente contínua, a acumulação de carga no alvo pode parar o processo devido à incapacidade da corrente passar através destes materiais. A pulverização catódica por radiofrequência ultrapassa este problema utilizando uma corrente alternada que varia rapidamente a polarização ânodo-cátodo. Esta flutuação assegura que os iões e os electrões, que têm mobilidades diferentes, percorrem distâncias diferentes em cada meio ciclo, gerindo eficazmente a distribuição de carga no alvo.
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Especificações técnicas e efeitos:
O sistema de pulverização catódica RF funciona a uma frequência de fonte de 13,56 MHz com uma tensão de pico a pico de 1000 V. Esta configuração permite densidades de electrões que variam entre 10^9 e 10^11 cm^-3 e uma pressão de câmara de 0,5 a 10 mTorr. A tensão e a frequência elevadas são necessárias para atingir a mesma taxa de deposição por pulverização catódica que a observada nos sistemas de corrente contínua, que normalmente requerem entre 2.000 e 5.000 volts. A entrada de potência mais elevada do sistema RF é utilizada para gerar ondas de rádio que removem os electrões das camadas exteriores dos átomos de gás, facilitando o processo de pulverização catódica sem causar acumulação de carga no alvo.
Desafios e soluções:
