A tensão de pulverização de um magnetrão é normalmente de cerca de -300 V.
Esta tensão é aplicada ao alvo num sistema de pulverização catódica por magnetrão.
A pulverização catódica por magnetrão é um tipo de técnica de deposição física de vapor utilizada para depositar películas finas de um material alvo sólido num substrato.
Qual é a tensão de pulverização de um magnetrão? (5 pontos-chave explicados)
1. Aplicação da tensão
Quando é fornecida energia ao magnetrão, é aplicada ao alvo uma tensão negativa, normalmente de cerca de -300 V.
Esta tensão é negativa em relação ao ambiente de plasma circundante, que é mantido num potencial positivo mais elevado.
2. Atração de iões
A tensão negativa no alvo atrai iões positivos do plasma.
Estes iões são normalmente iões de árgon num sistema de pulverização catódica, que são gerados pela ionização do gás árgon dentro da câmara de vácuo.
3. Transferência de energia e pulverização catódica
Quando estes iões positivos colidem com a superfície do alvo, transferem energia.
Se a energia transferida for superior a cerca de três vezes a energia de ligação superficial do material alvo (aproximadamente igual ao calor de sublimação), os átomos da superfície alvo são ejectados, um processo conhecido como pulverização catódica.
4. Estabilidade e eficiência do plasma
Os electrões no plasma percorrem uma distância maior devido ao campo magnético, aumentando a probabilidade de ionizar mais átomos de árgon e mantendo um plasma estável com elevada densidade de iões.
Esta ionização eficiente permite que o processo de pulverização catódica funcione a pressões mais baixas (cerca de 100 Pa) e tensões mais baixas (cerca de -500 V) em comparação com a pulverização catódica convencional, que pode exigir tensões mais elevadas (entre -2 kV e 3 kV) e pressões mais baixas (cerca de 10 Pa).
5. Vantagens do funcionamento a baixa tensão
O funcionamento com tensões mais baixas (inferiores a 1000 V) e correntes elevadas na pulverização catódica com magnetrões é mais eficiente do que a pulverização catódica com díodos de corrente contínua.
Esta eficiência deve-se ao papel do campo magnético em confinar os electrões perto do alvo, aumentando a ionização e, consequentemente, a taxa de deposição.
As tensões mais baixas também tornam os arcos menos violentos e mais fáceis de manusear, o que é crucial para manter a integridade do processo de deposição e a qualidade das películas depositadas.
Em resumo, a tensão de pulverização numa configuração de magnetrão é crucial para iniciar e manter o processo de pulverização, com valores típicos em torno de -300 V.
Esta configuração de tensão facilita a ejeção eficiente dos átomos do material alvo, conduzindo à deposição de películas finas com propriedades controladas.
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