A pulverização catódica por magnetrão é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) muito utilizada para depositar películas finas em substratos.
Envolve a ionização de um material alvo numa câmara de vácuo.
É utilizado um campo magnético para gerar um plasma que faz com que o material alvo seja pulverizado ou vaporizado.
Este material vaporizado deposita-se então no substrato.
4 etapas principais no processo de pulverização catódica por magnetrão
1. Preparação da câmara de vácuo
O processo começa com a evacuação da câmara para um vácuo elevado.
Este passo é crucial para evitar potenciais contaminantes e reduzir a pressão parcial dos gases de fundo.
2. Introdução do gás de pulverização
Os iões de alta energia, conhecidos como gás de pulverização catódica, são introduzidos na câmara.
A pressão é mantida através de um sistema de controlo da pressão.
3. Geração do plasma
É aplicada uma alta tensão entre o cátodo (material alvo) e o ânodo.
Isto dá início à geração de plasma.
4. Sputtering
O campo magnético aprisiona os electrões perto do alvo.
Estes electrões espiralam e ionizam os átomos do gás de pulverização catódica.
Isto leva à ejeção dos átomos do material alvo sobre o substrato.
Explicação pormenorizada de cada passo
Preparação da câmara de vácuo
O ambiente de vácuo é crucial para evitar a contaminação.
Garante a pureza da película depositada.
O vácuo elevado também ajuda a manter um ambiente de plasma estável.
Introdução do gás de pulverização
O gás de pulverização catódica, normalmente árgon, é ionizado no estado de plasma.
Estes iões são então acelerados em direção ao material alvo devido ao campo elétrico.
Geração de plasma
A aplicação de alta tensão cria um plasma.
Este plasma é essencial para a ionização do gás de pulverização e para o processo de pulverização subsequente.
Sputtering
O aspeto único da pulverização catódica por magnetrão é a utilização de um campo magnético para confinar o plasma perto do alvo.
Este confinamento aumenta a eficiência do processo de pulverização catódica.
Mantém os electrões perto do alvo, melhorando a ionização e aumentando assim a taxa de ejeção de material do alvo.
O material ejectado deposita-se então no substrato, formando uma película fina.
Vantagens da pulverização catódica com magnetrões
A pulverização catódica com magnetrões é preferida em relação a outros métodos de deposição devido à sua elevada taxa de deposição, à boa qualidade da película e à capacidade de depositar uma vasta gama de materiais.
O campo magnético aumenta a ionização do gás de pulverização, levando a uma pulverização mais eficiente e a um melhor controlo do processo de deposição.
Esta técnica é versátil e pode ser utilizada para várias aplicações, desde a microeletrónica até aos revestimentos decorativos.
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