A deposição por pulverização catódica com alvo é um processo utilizado para criar películas finas através da ejeção de átomos de um material alvo sólido através do bombardeamento por partículas energéticas.
Esta técnica é amplamente utilizada no fabrico de semicondutores e chips de computador.
Explicação das 5 etapas principais
1. Material alvo
O material alvo é a fonte de átomos para a deposição da película fina.
É normalmente um elemento metálico ou uma liga metálica, escolhido com base nas propriedades desejadas da película fina, como a condutividade, a dureza ou as propriedades ópticas.
Os alvos cerâmicos são utilizados quando é necessário um revestimento endurecido, por exemplo, para ferramentas.
2. Bombardeamento com partículas energéticas
O alvo é bombardeado com partículas energéticas, normalmente iões provenientes de um plasma.
Estes iões têm energia suficiente para provocar cascatas de colisão no interior do material do alvo.
Quando estas cascatas atingem a superfície do alvo com energia suficiente, ejectam átomos do alvo.
O processo é influenciado por factores como o ângulo de incidência do ião, a energia e as massas do ião e dos átomos do alvo.
3. Rendimento de pulverização catódica
O rendimento da pulverização catódica é o número médio de átomos ejectados por cada ião incidente.
É um parâmetro crítico no processo de pulverização catódica, uma vez que determina a eficiência da deposição.
O rendimento depende de vários factores, incluindo a energia de ligação superficial dos átomos do alvo e a orientação dos alvos cristalinos.
4. Deposição no substrato
Os átomos ejectados do alvo viajam através da câmara e depositam-se num substrato.
A deposição ocorre em condições controladas, muitas vezes num ambiente de vácuo ou de gás de baixa pressão, para garantir que os átomos se depositam uniformemente, formando uma película fina de espessura consistente.
5. Tipos de deposição por pulverização catódica
A deposição por pulverização catódica pode ser efectuada em diferentes condições, desde o alto vácuo até pressões de gás mais elevadas.
Em condições de alto vácuo, as partículas pulverizadas não sofrem colisões em fase gasosa, permitindo a deposição direta no substrato.
Em condições de pressão de gás mais elevada, as partículas são termalizadas por colisões em fase gasosa antes de atingirem o substrato, o que pode afetar as propriedades da película depositada.
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