O que é deposição por pulverização catódicaA definição de pulverização catódica é um processo pelo qual os átomos são ejetados a partir de um material-alvo sólido devido ao bombardeamento do alvo por partículas energéticas. É comumente utilizado para a deposição de película fina, gravura e técnicas analíticas.

Os íons incidentes acionam cascatas de colisão no alvo. Quando as cascatas recuam e alcançam a superfície do alvo com uma energia acima da energia de superfície de ligação, um átomo pode ser ejetado. Se o alvo é fino em escala atômica, a cascata de colisão pode atingir o lado de trás do alvo e átomos podem escapar da energia de superfície de ligação “na transmissão “.

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O número médio de átomos ejetados do alvo por íon incidente é chamado de rendimento por pulverização catódica e depende do ângulo de incidência de íons, da energia do íon, as massas dos átomos de íons e de átomos de destino e da energia de superfície de ligação de átomos no alvo .

Para um alvo cristalino, a orientação dos eixos de cristal com respeito à superfície do alvo é relevante. As partículas primárias para o processo de pulverização catódica podem ser fornecidas por várias maneiras, por exemplo, um plasma, uma fonte de íons, um acelerador ou por um material emissor de partículas alfa radioativas.

Deposição por pulverização catódica é um método de deposição de vapor físico (PVD) de filmes finos por pulverização catódica, que é ejetar material a partir de um “alvo”, que é a fonte, que, em seguida, deposita em um “substrato”, como uma bolacha de silício. Redeposição é a re-emissão do material depositado, durante o processo de deposição através de bombardeamento de íons ou átomos.

Na pulverização catódica, o alvo é bombardeado por partículas de energia

Na pulverização catódica, o alvo é bombardeado por partículas de energia

Átomos ejetados a partir do alvo têm uma largura de distribuição de energia tipicamente até dezenas de eV (100.000 K). Os íons depositados (geralmente apenas uma pequena fração – ordem de 1% – das partículas ejetadas são ionizadas) podem balisticamente voar a partir do alvo em linhas retas e energeticamente impactar sobre os substratos ou câmara de vácuo (causando redeposição). Alternativamente, a pressões mais elevadas de gás, os íons colidem com os átomos de gás que atuam como um moderador e movem-se difusamente, atingindo os substratos ou parede da câmara de vácuo e condensação depois de passar por um caminho aleatório.

Toda a gama de alta energia de impacto balístico de baixa energia de movimento termalizado é acessível, alterando a pressão do gás de fundo. O gás de pulverização catódica é, muitas vezes, um gás inerte, como argônio. Para a transferência de impulso eficiente, o peso atômico do gás de pulverização deve ser próximo do peso atômico do alvo, de modo que a pulverização catódica de elementos de luz neon é preferível, enquanto que para os elementos pesados crípton ou xénon são utilizados.

Gases reativos podem também ser utilizados para pulverização catódica composta. O composto pode ser formado sobre a superfície do alvo, em voo ou sobre o substrato, dependendo dos parâmetros do processo. A disponibilidade de muitos parâmetros que controlam a deposição por pulverização catódica a tornam um processo complexo, mas também permitem que se tenha um elevado grau de controlo sobre o crescimento e a microestrutura do filme.

Veja esta animação que explica o processo de deposição por pulverização catódica: