O processo de pulverização catódica de alvos envolve a deposição de películas finas num substrato utilizando uma técnica de deposição física de vapor (PVD). Segue-se uma explicação pormenorizada do processo:
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Introdução à câmara de vácuo: O substrato a ser revestido é colocado dentro de uma câmara de vácuo. Esta câmara contém dois ímanes e é inicialmente evacuada para criar um ambiente de vácuo. A pressão de base na câmara é extremamente baixa, normalmente cerca de 10^-6 milibares, o que corresponde a cerca de uma bilionésima parte da pressão atmosférica normal.
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Introdução de gás inerte: Um gás controlado, normalmente árgon, que é quimicamente inerte, é introduzido na câmara de vácuo. Os átomos de gás fluem continuamente, criando uma atmosfera de baixa pressão de gás adequada para o processo de pulverização catódica.
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Geração de plasma: É aplicada uma corrente eléctrica a um cátodo no interior da câmara. Este cátodo, também conhecido como alvo, é feito do material que será depositado no substrato. A aplicação da eletricidade ioniza o gás árgon, transformando-o em plasma. Neste estado, os átomos do gás tornam-se iões com carga positiva ao perderem electrões.
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Sputtering do material alvo: Os átomos de gás ionizado são acelerados por um campo magnético em direção ao alvo. Quando atingem o alvo, deslocam átomos ou moléculas do material alvo. Este processo é conhecido como pulverização catódica. O material pulverizado forma um fluxo de vapor.
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Deposição no substrato: O material vaporizado do alvo viaja através da câmara e deposita-se no substrato, formando uma película fina ou revestimento. Esta película é normalmente uniforme e adere bem ao substrato.
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Arrefecimento e controlo: Durante o processo, o alvo é arrefecido com água para dissipar o calor gerado. Isto é crucial para manter a integridade do material alvo e evitar danos no equipamento.
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Controlo de qualidade e análise: Após o processo de pulverização catódica, a qualidade da película depositada é analisada. Cada lote de produção de material é submetido a vários processos analíticos para garantir que cumpre as normas exigidas. Um certificado de análise é fornecido com cada remessa para certificar a qualidade dos alvos de pulverização catódica.
Este processo é crucial em várias indústrias, especialmente na produção de semicondutores, onde é utilizado para formar camadas condutoras. Os alvos de pulverização catódica têm de garantir uma elevada pureza química e uniformidade metalúrgica para cumprir os requisitos rigorosos destas aplicações.
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