A principal diferença entre a potência de RF (radiofrequência) e DC (corrente contínua) na pulverização catódica reside no tipo de fonte de alimentação utilizada e nos mecanismos pelos quais ionizam o material alvo e o depositam no substrato.
Resumo:
- Sputtering DC: Utiliza uma fonte de alimentação de corrente contínua, normalmente com 2.000-5.000 volts, para ionizar diretamente o plasma de gás por bombardeamento de electrões.
- Sputtering RF: Substitui a fonte de alimentação de corrente contínua por uma de corrente alternada, operando a uma frequência de 1 MHz ou superior, e requer tensões mais elevadas (1.012 volts ou mais) para atingir taxas de deposição semelhantes. A pulverização catódica por radiofrequência utiliza energia cinética para remover os electrões dos átomos de gás, criando ondas de rádio para ionização.
Explicação detalhada:
Sputtering DC:
Na pulverização catódica de corrente contínua, é utilizada uma fonte de alimentação de corrente contínua para gerar um plasma dentro de uma câmara de vácuo. A fonte de alimentação fornece uma tensão constante, normalmente variando de 2.000 a 5.000 volts, que é suficiente para ionizar o gás inerte introduzido na câmara. O gás ionizado, ou plasma, é então acelerado em direção ao material alvo, fazendo com que os átomos sejam ejectados e depositados no substrato. Este processo baseia-se no bombardeamento direto de iões do alvo por electrões do plasma.Sputtering RF:
- A pulverização catódica por radiofrequência utiliza uma fonte de alimentação CA, que alterna a polaridade da energia aplicada ao alvo. Esta corrente alternada funciona a uma frequência elevada, normalmente 1MHz ou superior. A mudança de polaridade permite a pulverização eficaz de materiais isolantes, uma vez que os iões positivos recolhidos na superfície do alvo são neutralizados durante o meio-ciclo positivo e os átomos do alvo são pulverizados durante o meio-ciclo negativo. A frequência e a tensão mais elevadas (1.012 volts ou mais) são necessárias para criar a energia cinética necessária para remover os electrões dos átomos de gás, gerando ondas de rádio que ionizam o gás e facilitam o processo de pulverização catódica.Vantagens e desvantagens da pulverização catódica por radiofrequência:
- Vantagens: A pulverização catódica por radiofrequência é particularmente eficaz para depositar materiais isolantes, que são difíceis de pulverizar utilizando métodos de corrente contínua. A corrente alternada permite o manuseamento eficiente da acumulação de carga no alvo, o que é comum nos materiais isolantes.
Desvantagens:
A pulverização catódica por radiofrequência requer equipamento mais complexo e dispendioso, incluindo conectores e cabos especiais concebidos para correntes CA de alta frequência. Também tende a aquecer mais o substrato e requer níveis de potência mais elevados para atingir taxas de deposição comparáveis às da pulverização catódica em corrente contínua.
Em resumo, a escolha entre pulverização catódica RF e DC depende do material a depositar e dos requisitos específicos do processo de deposição, sendo a RF preferida para materiais isolantes devido à sua capacidade de lidar eficazmente com a acumulação de cargas.
