A deposição por feixe de iões (IBD) é um método de deposição de película fina altamente preciso.
É utilizado quando é necessário um controlo rigoroso da espessura e da estequiometria da película.
O processo envolve a utilização de uma fonte de iões para pulverizar um alvo.
O material pulverizado deposita-se então num substrato.
Os iões utilizados neste processo têm a mesma energia.
Isto resulta numa deposição monoenergética e altamente colimada.
Explicação das 5 etapas principais
1. Fonte de iões e interação com o alvo
Num sistema IBD, a fonte de iões gera um feixe que é focado num material alvo.
A energia dos iões faz com que os átomos ou moléculas do alvo sejam ejectados (pulverizados).
Este processo de pulverização é controlado e preciso devido à uniformidade e energia do feixe de iões.
2. Deposição no substrato
O material pulverizado do alvo é então depositado num substrato.
O substrato pode ser posicionado para receber diretamente as partículas pulverizadas.
O processo de deposição resulta numa camada de película fina que forma uma ligação estreita com a superfície do substrato.
3. Controlo melhorado com a deposição assistida por iões (IAD)
Para melhorar ainda mais o controlo e a qualidade da deposição, uma segunda fonte de iões em grelha pode ser dirigida para o substrato durante o processo de deposição.
Esta técnica, conhecida como deposição assistida por iões, ajuda a obter películas de alta qualidade com uma precisão notável.
A IAD pode ser utilizada com os processos de pulverização catódica e de evaporação térmica.
É particularmente eficaz num ambiente de alto vácuo, reduzindo a dispersão e melhorando a qualidade da película.
4. Galvanização iónica e bombardeamento com partículas energéticas
A galvanização iónica é outro aspeto da IBD em que a película de depósito é sujeita a um bombardeamento simultâneo ou periódico de partículas energéticas.
Este bombardeamento modifica e controla a composição e as propriedades da película depositada.
Melhora a cobertura e a adesão da superfície.
As partículas energéticas utilizadas são normalmente iões de um gás inerte ou reativo ou iões do próprio material de depósito.
5. Interações críticas entre iões e sólidos
As interações entre o feixe de iões e o material alvo são cruciais para o sucesso da IBD.
Estas interações incluem a implantação, a pulverização catódica e a dispersão.
Cada uma delas contribui para o processo de deposição e para as propriedades da película final.
Benefícios e aplicações
A IBD é valorizada pela sua capacidade de criar estruturas densas com uma adesão superior, maior pureza, menos defeitos e uma composição alvo ideal.
O feixe de iões altamente colimado permite um controlo independente da estequiometria e da espessura da película.
Isto torna-o um processo essencial nas indústrias que requerem películas finas de alta qualidade e concebidas com precisão.
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