A pulverização catódica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) utilizada para depositar películas finas através da ejeção de átomos de um material alvo através do bombardeamento de iões energéticos. Este método é particularmente eficaz para materiais com pontos de fusão elevados e garante uma boa adesão devido à elevada energia cinética dos átomos ejectados.
5 Pontos-chave explicados
1. Mecanismo de Sputtering
A pulverização catódica envolve a ejeção de átomos da superfície de um material alvo quando este é atingido por partículas energéticas, normalmente iões.
Este processo é impulsionado pela transferência de momento entre os iões bombardeados e os átomos do alvo.
Os iões, normalmente árgon, são introduzidos numa câmara de vácuo onde são eletricamente energizados para formar um plasma.
O alvo, que é o material a depositar, é colocado como cátodo nesta configuração.
2. Configuração do processo
A configuração para pulverização catódica inclui uma câmara de vácuo cheia de um gás controlado, predominantemente árgon, que é inerte e não reage com o material alvo.
O cátodo, ou alvo, é energizado eletricamente para criar um ambiente de plasma.
Neste ambiente, os iões de árgon são acelerados em direção ao alvo, atingindo-o com energia suficiente para ejetar os átomos do alvo para a fase gasosa.
3. Deposição e vantagens
Os átomos alvo ejectados viajam então através do vácuo e depositam-se num substrato, formando uma película fina.
Uma das principais vantagens da pulverização catódica é o facto de os átomos ejectados terem energias cinéticas significativamente mais elevadas do que os átomos dos processos de evaporação, o que conduz a uma melhor adesão e a películas mais densas.
Além disso, a pulverização catódica pode tratar materiais com pontos de fusão muito elevados, que são difíceis de depositar utilizando outros métodos.
4. Variações e aplicações
A pulverização catódica pode ser efectuada em várias configurações, tais como de baixo para cima ou de cima para baixo, dependendo dos requisitos específicos do processo de deposição.
É amplamente utilizada na indústria dos semicondutores para depositar películas finas de metais, ligas e dieléctricos em bolachas de silício e outros substratos.
5. Reexpulsão
Um fenómeno adicional observado durante a pulverização catódica é a resputtering, em que o material depositado é reemitido por um novo bombardeamento de iões ou átomos durante o processo de deposição.
Isto pode afetar as propriedades finais da película e é considerado em aplicações avançadas em que é necessário um controlo preciso da espessura e das propriedades da película.
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