A pressão numa máquina de revestimento por pulverização catódica durante o funcionamento varia normalmente entre 10^-3 e 10^-2 mbar (ou mTorr), o que é significativamente inferior à pressão atmosférica.
Esta baixa pressão é crucial para que o processo de pulverização catódica ocorra de forma eficaz e para garantir a qualidade do revestimento.
Qual é a pressão num revestidor de pulverização catódica (5 pontos-chave explicados)
1. Pressão de base
Antes do início do processo de pulverização catódica, o sistema de vácuo de um revestidor de pulverização catódica é evacuado para atingir uma pressão de base na gama de alto vácuo, normalmente cerca de 10^-6 mbar ou superior.
Esta evacuação inicial é essencial para limpar as superfícies, nomeadamente o substrato, e para evitar a contaminação por moléculas de gás residuais.
2. Introdução do gás de pulverização
Depois de atingida a pressão de base, é introduzido na câmara um gás inerte, normalmente árgon.
O fluxo de gás é controlado por um controlador de fluxo e pode variar entre alguns sccm (centímetros cúbicos padrão por minuto) em ambientes de investigação e vários milhares de sccm em ambientes de produção.
A introdução deste gás aumenta a pressão na câmara para o intervalo operacional para a pulverização catódica.
3. Pressão operacional
A pressão operacional durante a pulverização catódica é mantida na gama mTorr, especificamente entre 10^-3 e 10^-2 mbar.
Esta pressão é crítica, uma vez que influencia a taxa de deposição, a uniformidade do revestimento e a qualidade global da película pulverizada.
A estas pressões, o método de descarga de gás é utilizado para gerar iões incidentes, que depois colidem com o material alvo, provocando a sua pulverização catódica e a sua deposição no substrato.
4. Importância do controlo da pressão
A pressão no interior da câmara de pulverização catódica deve ser cuidadosamente gerida para otimizar o crescimento da película fina.
Se a pressão for demasiado baixa, o processo de formação da película pode ser lento.
Por outro lado, se a pressão for demasiado elevada, o gás reativo pode "envenenar" a superfície do alvo, afectando negativamente a taxa de deposição e danificando potencialmente o material alvo.
5. Uniformidade e espessura da película
A pressão de trabalho também afecta a uniformidade do revestimento pulverizado.
Com as pressões operacionais, os iões de pulverização colidem frequentemente com as moléculas de gás, fazendo com que a sua direção se desvie aleatoriamente, o que contribui para um revestimento mais uniforme.
Isto é particularmente importante para geometrias complexas em que a espessura da película tem de ser consistente em várias superfícies.
Em resumo, a pressão numa máquina de revestimento por pulverização catódica é um parâmetro crítico que deve ser controlado com precisão para garantir a eficiência e a qualidade do processo de pulverização catódica.
O intervalo de pressão operacional de 10^-3 a 10^-2 mbar é mantido através de um controlo cuidadoso do sistema de vácuo e da introdução de gás de pulverização, o que, em conjunto, facilita a deposição de películas finas de elevada qualidade.
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