O efeito da pressão de pulverização catódica nas caraterísticas da película fina é significativo.
Influencia o processo de deposição, as propriedades da película e a eficiência global do processo de pulverização catódica.
A pulverização catódica requer uma pressão mais elevada em comparação com a evaporação térmica ou por feixe eletrónico.
Isto deve-se à necessidade de um gás de processo para facilitar a geração de iões para o bombardeamento do alvo.
Esta pressão mais elevada afecta o caminho livre médio das partículas, o ângulo e a energia de deposição e a incorporação do gás de processo na película.
Estes factores podem conduzir a defeitos microestruturais.
4 fatores-chave que você precisa saber sobre a pressão de pulverização
1. Pressão e caminho livre médio
Na pulverização catódica, a pressão é normalmente mantida a um nível em que o caminho livre médio das partículas é muito mais curto do que em sistemas como a evaporação térmica ou por feixe eletrónico.
A pressões de cerca de 10^-3 Torr na pulverização catódica, o caminho livre médio é de apenas cerca de 5 centímetros.
Isto é significativamente mais curto do que os 100 metros observados a 10^-8 Torr em sistemas de evaporação baseados no vácuo.
Este curto caminho livre médio resulta em múltiplas colisões das partículas pulverizadas antes de atingirem o substrato.
Isto afecta o ângulo e a energia finais de deposição.
2. Ângulo e energia de deposição
Devido à elevada densidade do gás de processo e às colisões resultantes, os átomos pulverizados chegam ao substrato em vários ângulos.
Não chegam apenas em posição normal à superfície.
Esta incidência não normal pode levar a uma melhor cobertura da parede lateral.
Este facto torna a pulverização catódica vantajosa para revestimentos conformes, mas menos adequada para processos de descolagem.
A energia dos átomos depositados é também influenciada pela pressão do gás e pela tensão do alvo.
Este facto contribui para o aquecimento do substrato durante a deposição.
3. Incorporação de gás de processo e defeitos microestruturais
A presença de gás de processo abundante perto do substrato pode levar à sua absorção pela película em crescimento.
Isto pode potencialmente causar defeitos microestruturais.
Este efeito é particularmente relevante na pulverização reactiva.
Neste caso, a gestão da pressão é crucial para evitar o "envenenamento" da superfície do alvo por gases reactivos.
Este facto pode dificultar o crescimento da película e aumentar os defeitos.
4. Afinação das propriedades da película
A pressão nos sistemas de pulverização catódica pode ser ajustada para afinar a tensão e a química da película.
Manipulando a potência do plasma e as definições de pressão, e introduzindo gases reactivos durante a deposição, é possível adaptar as propriedades das películas finas para satisfazer requisitos específicos.
Em resumo, a pressão nos sistemas de pulverização catódica desempenha um papel crítico na determinação da eficiência e da qualidade da deposição de películas finas.
Afecta o caminho livre médio das partículas, o ângulo e a energia de deposição, a incorporação do gás de processo na película e a capacidade de ajustar as propriedades da película.
A gestão adequada da pressão de pulverização é essencial para obter as caraterísticas desejadas da película e otimizar o processo de pulverização.
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