¿Qué es un sistema Sputtering?

La pulverización es un proceso de deposición de película delgada en el que se expulsa un material objetivo sólido sobre la superficie de un sustrato para formar un recubrimiento delgado. Un sistema de pulverización catódica es una máquina en la que se produce un proceso de pulverización catódica. Contiene todo el proceso y permite al usuario ajustar la temperatura, la potencia, la presión, el objetivo y los materiales del sustrato.

El sputtering se conoce como deposición física de vapor, porque la película delgada se forma por medios físicos, en lugar de a través de reacciones químicas. En un sistema de pulverización catódica, una cámara de vacío contiene el material objetivo, una fuente de energía y un plasma de gas. El gas, que generalmente es un gas noble como el argón, se introduce en la cámara a una presión muy baja para iniciar el proceso.

La fuente de energía genera electrones que bombardean el plasma gaseoso, y estos electrones expulsan a otros electrones presentes en el gas. Esto hace que el gas se ionice y forme iones positivos conocidos como cationes. Estos cationes a su vez bombardean el material objetivo, eliminando pequeños pedazos que viajan a través de la cámara y se depositan en el sustrato. El proceso se perpetúa fácilmente en la cámara del sistema de pulverización catódica, ya que se liberan electrones adicionales durante la ionización del plasma gaseoso.

Los sistemas de dispersión varían en términos de estructura, fuente de energía, tamaño y precio. La orientación del material objetivo y el sustrato son específicos de cada máquina. Algunos sistemas enfrentarán el material objetivo paralelo a la superficie del sustrato, mientras que otros inclinarán cualquier superficie para formar un patrón de deposición diferente. La pulverización catódica confocal, por ejemplo, orienta múltiples unidades de material objetivo en un círculo que apunta hacia un punto focal. El sustrato en este tipo de sistema se puede rotar para una deposición más uniforme.

La fuente de energía también varía, porque ciertos sistemas usan corriente continua (CC), mientras que otros usan energía de radiofrecuencia (RF). Un tipo de sistema de pulverización catódica, conocido como pulverización catódica con magnetrón, también incluye imanes para estabilizar los electrones libres e incluso la deposición de película delgada. Estos métodos le dan al sistema de pulverización diferentes cualidades con respecto a la temperatura y la velocidad de deposición.

Los sistemas Sputtering varían en tamaño desde sistemas de escritorio hasta máquinas grandes que son más grandes que un refrigerador. La cámara interna también varía en tamaño, pero generalmente es mucho más pequeña que la máquina misma; La mayoría de las cámaras tienen diámetros menores a 1 yarda (aproximadamente 1 metro). El costo de un sistema de pulverización oscila entre menos de $ 20,000 dólares estadounidenses (USD) utilizados, hasta más de $ 650,000 USD para un sistema nuevo o diseñado a medida.