O processo de um alvo de pulverização catódica envolve a utilização de um material sólido, conhecido como alvo de pulverização catódica. Este alvo é dividido em partículas minúsculas por iões gasosos numa câmara de vácuo. Estas partículas formam então um spray que reveste um substrato, criando uma película fina. Esta técnica, conhecida como deposição por pulverização catódica ou deposição de película fina, é normalmente utilizada na criação de semicondutores e chips de computador.
7 etapas principais no processo de alvo de pulverização
1. Configuração da câmara de vácuo
O processo começa numa câmara de vácuo onde a pressão de base é extremamente baixa, normalmente entre 10 e -6 milibares. Isto é cerca de uma bilionésima parte da pressão atmosférica normal. Este ambiente de vácuo é crucial para evitar qualquer contaminação da película fina.
2. Introdução de gás inerte
É introduzido na câmara um gás controlado, normalmente árgon, que é quimicamente inerte. Os átomos do gás transformam-se em iões de carga positiva ao perderem electrões no plasma.
3. Geração de plasma
É aplicada uma corrente eléctrica a um cátodo, que contém o material alvo da pulverização catódica. Isto gera um plasma auto-sustentado. O material alvo, que pode ser metálico, cerâmico ou mesmo plástico, é exposto a este plasma.
4. Processo de pulverização catódica
Os iões de árgon com carga positiva são acelerados em direção ao material alvo com elevada energia cinética. Quando atingem o alvo, deslocam átomos ou moléculas do material alvo, criando um fluxo de vapor destas partículas.
5. Deposição no substrato
O material pulverizado, agora sob a forma de vapor, passa através da câmara e atinge o substrato, onde adere e forma uma película fina ou um revestimento. Este substrato é normalmente o local onde a película fina é necessária, como em semicondutores ou chips de computador.
6. Arrefecimento e controlo
Durante o processo, pode ser utilizado um conjunto de ímanes no interior do alvo para controlar o plasma, e circula água de arrefecimento no interior do cilindro do alvo para dissipar o calor gerado.
7. Fabrico de alvos de pulverização catódica
O processo de fabrico dos alvos de pulverização catódica depende do material e da sua utilização prevista. São utilizadas técnicas como a prensagem a quente clássica e a vácuo, a prensagem a frio e a sinterização, e a fusão e fundição a vácuo. Cada lote de produção é submetido a rigorosos processos analíticos para garantir uma elevada qualidade.
Este processo minucioso garante a deposição de películas finas de elevada qualidade, essenciais em várias aplicações tecnológicas, nomeadamente na indústria eletrónica.
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