A pulverização catódica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD). Envolve a ejeção de átomos da superfície de um material alvo. Isto acontece devido ao bombardeamento por partículas de alta energia. Estas partículas são normalmente iões provenientes de um plasma. Este processo resulta na deposição de uma película fina do material alvo sobre um substrato.
5 etapas principais do princípio da pulverização catódica
1. Criação de plasma e aceleração de iões
A pulverização catódica começa com a criação de um plasma gasoso dentro de uma câmara de vácuo. Normalmente, isto é conseguido através da introdução de um gás inerte como o árgon. Uma alta tensão é então aplicada para gerar uma descarga incandescente. A descarga ioniza o gás árgon, criando um plasma constituído por iões e electrões. Os iões são então acelerados em direção a um material alvo (o alvo de pulverização catódica) pelo campo elétrico.
2. Bombardeamento e ejeção dos átomos do alvo
Quando os iões de alta energia colidem com o material alvo, transferem a sua energia para os átomos do alvo. Isto faz com que alguns deles sejam ejectados da superfície. Este processo é conhecido como sputtering. Os átomos ejectados são normalmente neutros, ou seja, não estão carregados.
3. Deposição no substrato
Os átomos ejectados viajam do alvo em direção a um substrato colocado nas proximidades. À medida que se depositam no substrato, formam uma película fina. O processo de deposição pode ser controlado para obter várias propriedades, como espessura, uniformidade e composição. Por exemplo, a pulverização catódica reactiva envolve a utilização de gases reactivos como o azoto ou o oxigénio para formar compostos como óxidos ou nitretos no substrato.
4. Vantagens e aplicações
A pulverização catódica é favorecida pela sua capacidade de produzir películas finas de alta qualidade, uniformes e densas. É amplamente utilizada no fabrico de semicondutores, dispositivos ópticos e revestimentos duros devido à sua natureza lisa e excelentes propriedades de aderência. A técnica é também capaz de depositar uma vasta gama de materiais, incluindo metais, ligas e compostos, o que a torna versátil para várias aplicações industriais.
5. Variações tecnológicas
A tecnologia de pulverização catódica pode ser adaptada a diferentes necessidades através da variação de parâmetros como o tipo de gás utilizado, a tensão aplicada e a configuração do equipamento. Por exemplo, a potência de radiofrequência (RF) ou de média frequência (MF) pode ser utilizada para pulverizar materiais não condutores.
Em resumo, a pulverização catódica é uma técnica de PVD precisa e versátil. Aproveita a energia dos iões de plasma para ejetar e depositar átomos de materiais alvo em substratos. Isto forma películas finas com propriedades controladas. Este método é crucial em várias indústrias de alta tecnologia devido à sua capacidade de produzir revestimentos e películas de alta qualidade.
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