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A pulverização catódica é uma técnica de deposição física de vapor (PVD) em que os átomos de um material alvo sólido são ejectados para uma fase gasosa devido ao bombardeamento por iões de alta energia.Estes átomos ejectados condensam-se então num substrato para formar uma película fina.A pulverização catódica DC, um tipo específico de pulverização catódica, utiliza corrente contínua para criar um plasma que ioniza as moléculas de gás, que depois bombardeiam o material alvo, fazendo com que os átomos sejam ejectados e depositados no substrato.A tensão aplicada na pulverização catódica de corrente contínua varia normalmente entre algumas centenas de volts e vários milhares de volts, dependendo da aplicação específica, do material alvo e da configuração do sistema.Esta tensão é crucial para acelerar os iões em direção ao alvo e manter o plasma necessário para o processo de pulverização catódica.

Pontos-chave explicados:

1. Processo de Sputtering DC:

   • A pulverização catódica DC envolve a aplicação de uma tensão de corrente contínua a um material alvo dentro de uma câmara de vácuo cheia de um gás inerte, como o árgon.
   • A tensão aplicada ioniza o gás, criando um plasma de iões de carga positiva e electrões livres.
   • Estes iões são acelerados em direção ao alvo carregado negativamente (cátodo), onde colidem com o material alvo, ejectando átomos para a fase gasosa.
   • Os átomos ejectados viajam então através do plasma e depositam-se no substrato, formando uma película fina.

2. Tensão na pulverização catódica DC:

   • A tensão utilizada na pulverização catódica de corrente contínua varia normalmente entre 200 a 1000 volts embora possa variar consoante o material alvo, a pressão do gás e a conceção do sistema.
   • Tensões mais elevadas aumentam a energia dos iões, conduzindo a uma pulverização catódica mais eficiente e a taxas de deposição mais elevadas.No entanto, uma tensão excessiva pode danificar o material alvo ou o substrato.
   • A tensão deve ser cuidadosamente controlada para garantir um plasma estável e uma deposição consistente de película fina.

3. Papel da tensão na formação do plasma:

   • Quando é aplicada uma tensão contínua, os electrões livres são acelerados para longe do cátodo carregado negativamente.
   • Estes electrões colidem com átomos de gás neutro, retirando-lhes os seus electrões exteriores e criando iões de carga positiva.
   • Os iões são então acelerados em direção ao cátodo, atingindo-o e ejectando material e electrões livres adicionais.
   • Os electrões livres podem recombinar-se com os iões, libertando energia sob a forma de fotões, o que faz com que o plasma brilhe.

4. Sputtering por magnetrão DC:

   • Na pulverização catódica por magnetrão DC, são colocados ímanes atrás do cátodo para prender os electrões perto da superfície do alvo.
   • Isto aumenta a eficiência da ionização do gás e permite taxas de deposição mais elevadas a pressões de gás mais baixas.
   • A tensão na pulverização catódica de magnetrões é frequentemente mais baixa do que na pulverização catódica de corrente contínua normal, devido à maior eficiência de ionização proporcionada pelo campo magnético.

5. Factores que influenciam os requisitos de tensão:

   • Material de destino:Diferentes materiais requerem diferentes tensões devido a variações no seu rendimento de pulverização catódica (o número de átomos ejectados por ião incidente).
   • Pressão do gás:As pressões de gás mais baixas requerem normalmente tensões mais elevadas para manter o plasma.
   • Configuração do sistema:A conceção do sistema de pulverização catódica, incluindo a distância entre o alvo e o substrato, pode influenciar a tensão necessária.

6. Aplicações da pulverização catódica DC:

   • A pulverização catódica de corrente contínua é amplamente utilizada em sectores como o fabrico de semicondutores, a ótica e os revestimentos decorativos.
   • É particularmente adequada para a deposição de materiais condutores, como metais, devido à natureza de corrente contínua do processo.

Em resumo, a tensão na pulverização catódica de corrente contínua é um parâmetro crítico que influencia a eficiência e a qualidade do processo de deposição de película fina.Normalmente, varia de algumas centenas a vários milhares de volts, dependendo da aplicação específica e da configuração do sistema.O controlo adequado da tensão garante uma formação de plasma estável, uma pulverização eficiente e uma deposição consistente de película fina.

Tabela de resumo:

Aspeto-chave	Detalhes
Intervalo de tensão	200 a 1000 volts, dependendo do material alvo, da pressão do gás e do sistema.
Papel da tensão	Acelera os iões, mantém o plasma e assegura uma deposição consistente de película fina.
Factores que influenciam a tensão	Material alvo, pressão do gás e configuração do sistema.
Aplicações	Fabrico de semicondutores, ótica, revestimentos decorativos.

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