O que é Sputtering?
A pulverização é um método para depositar camadas muito finas de um material sobre uma superfície bombardeando um material de origem em uma câmara selada com elétrons ou outras partículas energéticas para ejetar átomos da fonte como uma forma de aerossol que se deposita em todas as superfícies da câmara . O processo pode depositar camadas extremamente finas de filmes até a escala atômica, mas também tende a ser lento e é melhor usado em pequenas áreas de superfície. As aplicações incluem o revestimento de amostras biológicas para geração de imagens em microscópios eletrônicos de varredura (SEMs), deposição de filmes finos na indústria de semicondutores e o depósito de revestimentos para eletrônicos miniaturizados. A indústria de nanotecnologia na pesquisa em medicina, ciência da computação e ciência dos materiais geralmente depende da deposição de sputtering para projetar novos compósitos e dispositivos na escala nanométrica, ou um bilionésimo de metro.
Vários tipos diferentes de métodos de sputter são de uso comum, incluindo fluxo de gás, reativo e magnetron. O feixe de íons e a pulverização assistida por íons também são amplamente utilizados devido à variedade de produtos químicos que podem existir em um estado iônico. A pulverização por magnetron é dividida em aplicações de corrente contínua (CC), corrente alternada (CA) e radiofrequência (RF).
O sputtering de Magnetron funciona colocando um campo magnético ao redor do material de origem que será usado para a deposição de camadas no alvo. A câmara é então preenchida com um gás inerte, como o argônio. Como o material de origem é eletricamente carregado com corrente CA ou CC, os elétrons ejetados são presos no campo magnético e, eventualmente, interagem com o gás argônio na câmara para criar íons energéticos compostos pelo argônio e pelo material fonte. Esses íons escapam do campo magnético e impactam o material alvo, depositando lentamente uma fina camada de material de origem em sua superfície. A pulverização por RF é usada neste caso para depositar várias variedades de filmes de óxido em alvos isolantes, variando o viés elétrico entre o alvo e a fonte em uma taxa rápida.
A pulverização do feixe de íons funciona sem que a fonte precise de um campo magnético. Os íons que são ejetados do material de origem interagem com os elétrons de uma fonte secundária, de modo que bombardearam o alvo com átomos neutros. Isso torna um sistema de pulverização de íons capaz de revestir tanto o material e as partes condutoras quanto isolantes, como as cabeças de filme fino para discos rígidos de computador.
As máquinas de pulverização reativa dependem de reações químicas entre o material alvo e os gases que são bombeados para o vácuo da câmara. O controle direto das camadas de deposição é feito alterando a pressão e as quantidades de gases na câmara. Os filmes usados em componentes ópticos e células solares geralmente são produzidos por pulverização reativa, pois a estequiometria ou as taxas de reação química podem ser controladas com precisão.