Che cos'è lo sputtering a film sottile?
Lo sputtering a film sottile è un processo in cui un film sottile viene applicato su una superficie facendo cadere le particelle da una fonte bersaglio separata. Il processo generalmente si svolge in una camera a bassa pressione in cui viene pompato il plasma gassoso. Gli ioni caricati positivamente in questo plasma fanno espellere le particelle dalla fonte bersaglio in un processo noto come sputtering. Queste particelle viaggiano quindi sulla superficie del ricevente, nota come substrato, dove vengono depositate su di essa sotto forma di un film sottile.
I due principali metodi di sputtering a film sottile sono sputtering a corrente continua (DC) e sputtering a radiofrequenza (RF). Nello sputtering DC, una corrente continua carica positivamente il plasma mentre lo sputtering RF utilizza onde radio per caricarlo. Il plasma caricato positivamente accelera in un bersaglio caricato negativamente, liberando particelle del materiale bersaglio che si depositano sul substrato. Lo sputtering DC è limitato all'uso per materiali conduttivi che possono trattenere una corrente elettrica, mentre lo sputtering RF è appropriato anche per i materiali isolanti.
Mentre vengono espulsi dal materiale bersaglio, le particelle viaggiano in linea retta fino a quando non entrano in contatto con qualcosa. Alcune di queste particelle si depositano sulla superficie che deve essere rivestita. Le particelle che viaggiano in altre direzioni possono invece essere depositate sulle pareti della camera o su altre superfici all'interno della camera.
Il gas argon è in genere il materiale al plasma utilizzato per eliminare le particelle dal materiale bersaglio, ma a volte vengono utilizzati altri gas inerti come neon o kripton. Il plasma accelerato può liberare le particelle da questo materiale bersaglio sotto forma di singoli atomi, gruppi di atomi o come molecole. Numerosi tipi di materiali sputtering sono disponibili per l'uso in una varietà di applicazioni. Gli sputtering a film sottile possono essere utilizzati per depositare film metallici o non metallici su substrati di metallo, vetro o altri materiali.
Le applicazioni comuni che utilizzano sputtering a film sottile includono il rivestimento di strumenti ottici come specchi telescopici e il rivestimento di prodotti di consumo come compact disc e dischi video digitali. Anche i dispositivi elettronici a semiconduttore e i pannelli fotovoltaici sono fabbricati con questa tecnologia. L'uso di sputtering a film sottile si è persino esteso alla produzione di farmaci che vengono somministrati al paziente sotto forma di film sottile.
L'utilizzo di questo metodo presenta numerosi vantaggi. Lo sputtering a film sottile è relativamente rapido rispetto ad altri processi simili. Consente inoltre un buon controllo dello spessore del film depositato. Inoltre, i materiali target non devono essere riscaldati come nei processi di evaporazione, quindi possono essere tenuti a bassa temperatura, se necessario.