O gás inerte normalmente utilizado na pulverização catódica é o árgon.
O árgon é preferido devido à sua elevada taxa de pulverização, natureza inerte, baixo preço e disponibilidade de gás puro.
5 razões principais pelas quais o árgon é o gás inerte preferido na pulverização catódica
1. Natureza inerte
O árgon é um gás inerte, o que significa que não reage quimicamente com o material alvo.
Isto é crucial na pulverização catódica porque o gás não deve alterar a composição química do material que está a ser depositado.
A inércia garante que o material pulverizado permanece puro e mantém as propriedades desejadas.
2. Elevada taxa de pulverização
O árgon tem uma taxa de pulverização elevada em comparação com outros gases.
Esta eficiência deve-se às suas propriedades atómicas, que permitem uma transferência de momento eficaz quando os iões colidem com o material alvo.
A elevada taxa de pulverização significa que pode ser depositado mais material num período de tempo mais curto, aumentando a eficiência do processo.
3. Baixo preço e disponibilidade
O árgon é relativamente barato e está amplamente disponível, o que o torna uma escolha rentável para aplicações industriais e de investigação.
O preço acessível e a acessibilidade do árgon contribuem para a sua popularidade nos processos de pulverização catódica.
4. Utilização na formação do plasma
Após o estabelecimento de vácuo na câmara, é introduzido árgon para facilitar a formação do plasma.
Uma tensão aplicada sobre o alvo e o substrato ioniza os átomos de árgon, criando um plasma.
Este plasma é essencial para o processo de pulverização catódica, uma vez que fornece as partículas carregadas (iões) que bombardeiam o material alvo, fazendo-o ejetar átomos que depois se depositam no substrato.
5. Variabilidade na seleção do gás
Embora o árgon seja a escolha mais comum, são também utilizados outros gases inertes, como o crípton e o xénon, em especial para a pulverização catódica de elementos mais pesados, em que os seus pesos atómicos mais elevados são vantajosos para a transferência de momento.
O néon é preferido para a pulverização catódica de elementos mais leves devido ao seu peso atómico mais leve.
Os gases reactivos, como o oxigénio e o azoto, podem ser utilizados juntamente com gases inertes, como o árgon.
Estes gases reactivos são utilizados para depositar películas finas de óxidos, nitretos e outros compostos.
A utilização de uma mistura de gases inertes e reactivos permite o controlo da estequiometria e das propriedades da película depositada.
Em resumo, o árgon é o gás inerte preferido na pulverização catódica devido à sua natureza inerte, elevada taxa de pulverização catódica, preço acessível e disponibilidade.
A sua utilização na formação de plasma e a compatibilidade com gases reactivos tornam-no versátil para várias aplicações de pulverização catódica.
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