O que é pulverização reativa?
A pulverização reativa é uma variação do processo de pulverização de plasma usado para depositar uma película fina em um material de substrato. Nesse processo, um material alvo, como alumínio ou ouro, é liberado em uma câmara com uma atmosfera feita de um gás reativo carregado positivamente. Esse gás forma uma ligação química com o material alvo e é depositado em um material de substrato como um composto.
Enquanto a pulverização de plasma normal ocorre em uma câmara de vácuo que foi anulada na atmosfera, a pulverização reativa ocorre em uma câmara de vácuo com uma atmosfera de baixa pressão composta por um gás reativo. Bombas especiais na máquina removem a atmosfera normal, composta de carbono, oxigênio e nitrogênio, entre outros oligoelementos, e enchem a câmara com um gás, como argônio, oxigênio ou nitrogênio. O gás reativo no processo de pulverização reativa tem uma carga positiva.
O material alvo, como titânio ou alumínio, é então liberado na câmara, também na forma de um gás, e exposto a um campo magnético de alta intensidade. Este campo transforma o material alvo em um íon negativo. O material alvo carregado negativamente é atraído para o material reativo carregado positivamente e os dois elementos se ligam antes de assentar no substrato. Dessa forma, filmes finos podem ser feitos de compostos como nitreto de titânio (TiN) ou óxido de alumínio (Al2O3).
A pulverização reativa aumenta muito a taxa na qual um filme fino pode ser produzido a partir de um composto. Embora a pulverização de plasma tradicional seja apropriada ao criar um filme fino a partir de um único elemento, os filmes compostos levam muito tempo para se formar. Forçar a ligação dos produtos químicos como parte do processo de filme fino ajuda a acelerar a taxa na qual eles se depositam no substrato.
A pressão no interior da câmara de pulverização reativa deve ser cuidadosamente gerenciada para maximizar o crescimento do filme fino. Em baixas pressões, o filme leva muito tempo para se formar. Em altas pressões, o gás reativo pode "envenenar" a superfície do alvo, que é quando o material alvo recebe sua carga negativa. Isso não apenas diminui a taxa de crescimento do filme fino no substrato abaixo, mas também aumenta a taxa de envenenamento; quanto menos partículas negativas houver, menos ligações químicas elas poderão formar com o gás reativo carregado positivamente e, portanto, mais gás reativo haverá para envenenar a superfície alvo. Monitorar e ajustar a pressão no sistema ajuda a evitar esse envenenamento e permite que o filme fino cresça rapidamente.