O papel do magnetrão na pulverização catódica consiste em controlar a trajetória dos átomos deslocados e gerar plasma que facilita a deposição de material num substrato.
Os magnetrões são utilizados para criar um campo magnético que confina os electrões perto do material alvo, aumentando as taxas de deposição e assegurando uma deposição eficiente.
6 Pontos-chave para compreender o papel do magnetrão na pulverização catódica
1. Geração de plasma
Os magnetrões são dispositivos que utilizam um campo magnético para gerar plasma no interior de uma câmara de vácuo.
Este plasma é crucial, uma vez que ioniza o gás (normalmente árgon) presente na câmara.
O processo de ionização é iniciado pela aplicação de uma tensão negativa elevada entre o cátodo e o ânodo, o que leva à formação de iões de alta energia.
2. Sputterização do material alvo
Os iões de alta energia do plasma colidem com o material alvo, fazendo com que os átomos sejam ejectados ou pulverizados.
Este processo é fundamental para a deposição de películas finas em várias indústrias, incluindo a de semicondutores, ótica e microeletrónica.
3. Melhoria das taxas de deposição
O campo magnético produzido pelo magnetrão confina os electrões perto da superfície do alvo, o que aumenta a densidade do plasma.
Este confinamento não só aumenta a taxa de deposição como também protege o substrato de potenciais danos devidos ao bombardeamento iónico.
4. Versatilidade na utilização de materiais
Uma vantagem significativa da utilização de magnetrões na pulverização catódica é a capacidade de utilizar uma grande variedade de materiais como alvos.
Ao contrário de outros métodos de deposição que podem exigir a fusão ou evaporação de materiais de origem, a pulverização catódica com magnetrões pode lidar com a maioria dos materiais, facilitando a deposição de materiais exóticos e revestimentos novos.
5. Tipos de magnetrões
Existem dois tipos principais de magnetrões utilizados nos sistemas de pulverização catódica: Os magnetrões de corrente contínua e os magnetrões de radiofrequência.
Os magnetrões DC utilizam uma fonte de alimentação de corrente contínua, enquanto os magnetrões RF utilizam uma fonte de alimentação de radiofrequência de alta frequência.
A escolha entre estes depende de factores como a taxa de deposição desejada, a qualidade da película e a compatibilidade dos materiais.
6. Posicionamento e projeto
O magnetrão deve ser posicionado próximo do substrato para garantir uma deposição eficiente.
A sua conceção é fundamental para manter a estabilidade durante o processo de deposição, o que é essencial para a formação de películas consistentes e de alta qualidade.
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