A deposição por pulverização catódica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD).
Envolve a ejeção de átomos de um material alvo sólido devido a um bombardeamento de partículas de alta energia.
Estes átomos ejectados são depois depositados num substrato para formar uma película fina.
O processo utiliza uma câmara de vácuo, um gás controlado (normalmente árgon) e a energização eléctrica de um cátodo para criar um plasma.
5 etapas principais explicadas
1. Configuração da câmara de vácuo
O processo começa numa câmara de vácuo.
É introduzido um gás controlado, normalmente árgon.
O ambiente de vácuo é crucial, uma vez que reduz o número de moléculas de gás que podem interferir com o processo de deposição.
2. Criação do plasma
Um cátodo, que é o alvo de pulverização feito do material a depositar, é energizado eletricamente.
Esta energização cria um plasma através da ionização do gás árgon.
O plasma é constituído por electrões livres e iões de árgon.
3. Bombardeamento de iões
Os electrões livres no plasma aceleram em direção ao ânodo.
Colidem com os átomos de árgon e convertem-nos em iões de árgon com carga positiva.
Estes iões são então atraídos para o cátodo carregado negativamente (alvo de pulverização catódica) e colidem com ele a alta velocidade.
4. Ejeção dos átomos do alvo
As colisões de alta energia entre os iões de árgon e o material alvo fazem com que os átomos do alvo sejam ejectados ou "pulverizados".
Este é o mecanismo chave da deposição por pulverização catódica.
A transferência de momento dos iões para os átomos do alvo leva à sua ejeção.
5. Deposição no substrato
Os átomos ejectados viajam através do vácuo e depositam-se num substrato posicionado nas proximidades.
O substrato pode ser feito de vários materiais, como silício, vidro ou plástico.
A película depositada pode ter propriedades específicas como a refletividade, a condutividade eléctrica ou a dureza mecânica, dependendo do material alvo e dos parâmetros do processo.
6. Otimização e controlo
O processo de pulverização catódica pode ser optimizado através do ajuste de vários parâmetros.
Estes incluem a pressão do gás, a potência aplicada ao cátodo, a distância entre o alvo e o substrato e o ângulo de deposição.
Isto permite o controlo das propriedades da película depositada, incluindo a sua espessura, uniformidade e estrutura.
Desenvolvimento histórico e aplicações
A deposição por pulverização catódica foi observada pela primeira vez em meados do século XIX.
Foi desenvolvida como uma técnica de deposição de película fina no início do século XX.
Desde então, evoluiu com os avanços da tecnologia de vácuo e a introdução de técnicas como a pulverização catódica por magnetrão.
Atualmente, é amplamente utilizada em várias indústrias, incluindo a eletrónica, a ótica e a indústria transformadora.
As aplicações incluem o revestimento de discos rígidos de computadores, circuitos integrados e películas ópticas.
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