¿Qué es DC Magnetron Sputtering?
La pulverización catódica con magnetrón de CC es uno de varios tipos de pulverización catódica, que es un método de deposición física de vapor de películas delgadas de un material sobre otro material. Los métodos de deposición de pulverización catódica más comunes en uso en 2011 son la pulverización catódica por haz de iones, la bombardeo por diodos y la bombardeo por magnetrón de CC. Sputtering tiene una amplia variedad de usos científicos e industriales, y es uno de los procesos de producción de más rápido crecimiento utilizado en la fabricación moderna.
Muy simple, la pulverización catódica ocurre en una cámara de vacío, donde una sustancia es bombardeada con moléculas de gas ionizado que desplazan a los átomos de la sustancia. Estos átomos vuelan y golpean un material objetivo, llamado sustrato, y se unen a él a nivel atómico, creando una película muy delgada. Esta deposición por pulverización catódica se realiza a nivel atómico, por lo que la película y el sustrato tienen una unión prácticamente irrompible y el proceso produce una película que es uniforme, extremadamente delgada y rentable.
Los magnetrones se utilizan en el proceso de pulverización catódica para ayudar a controlar el camino de los átomos desplazados que vuelan aleatoriamente alrededor de la cámara de vacío. La cámara se llena con un gas de baja presión, frecuentemente argón, y varios cátodos de magnetrón de alto voltaje se colocan detrás del objetivo del material de recubrimiento. El alto voltaje fluye desde los magnetrones a través del gas y crea plasma de alta energía que golpea el objetivo del material de recubrimiento. La fuerza generada por estos golpes de iones de plasma hace que los átomos se expulsen del material de recubrimiento y se unan con el sustrato.
Los átomos que se expulsan en el proceso de bombardeo generalmente vuelan a través de la cámara en patrones aleatorios. Los magnetrones producen campos magnéticos de alta energía que pueden posicionarse y manipularse para recolectar y contener el plasma generado alrededor del sustrato. Esto obliga a los átomos expulsados a recorrer caminos predecibles al sustrato. Al controlar la trayectoria de los átomos, la velocidad y el espesor de la deposición de la película también se pueden predecir y controlar.
El uso de la pulverización catódica con magnetrón DC permite a los ingenieros y científicos calcular los tiempos y procesos necesarios para producir calidades de película específicas. Esto se denomina control de procesos, y permite que esta tecnología sea utilizada por la industria en operaciones de fabricación en masa. Por ejemplo, la pulverización catódica se usa para crear recubrimientos para lentes ópticos utilizados en artículos como binoculares, telescopios y equipos de infrarrojos y visión nocturna. La industria de la computación utiliza CD y DVD que se fabricaron mediante procesos de pulverización y la industria de semiconductores utiliza la pulverización para recubrir muchos tipos de chips y obleas.
Las ventanas aisladas modernas de alta eficiencia usan vidrio recubierto con pulverización catódica, y se fabrican muchos herrajes, juguetes y artículos decorativos mediante este proceso. Otras industrias que utilizan la pulverización catódica incluyen las industrias aeroespacial, de defensa y automotriz, las industrias médica, energética, de iluminación y vidrio, y muchas otras. A pesar de su uso ya amplio, la industria continúa encontrando nuevos usos para la pulverización catódica con magnetrón de CC.