1. Características do revestimento por pulverização catódica
Em comparação com o revestimento convencional por evaporação a vácuo, o revestimento por pulverização catódica apresenta as seguintes características:
(1) Qualquer substância pode ser pulverizada catódica, especialmente elementos e compostos com alto ponto de fusão e baixa pressão de vapor. Desde que seja sólida, seja metal, semicondutor, isolante, composto ou mistura, etc., seja em forma de bloco ou granular, pode ser usada como material alvo. Como ocorre pouca decomposição e fracionamento durante a pulverização catódica de materiais isolantes e ligas como óxidos, eles podem ser usados para preparar filmes finos e filmes de liga com componentes uniformes semelhantes aos do material alvo, e até mesmo filmes supercondutores com composições complexas. Além disso, o método de pulverização catódica reativa também pode ser usado para produzir filmes de compostos completamente diferentes do material alvo, como óxidos, nitretos, carbetos e silicietos.
(2) Boa adesão entre o filme pulverizado e o substrato. Como a energia dos átomos pulverizados é de 1 a 2 ordens de magnitude maior que a dos átomos evaporados, a conversão de energia das partículas de alta energia depositadas no substrato gera maior energia térmica, o que aumenta a adesão dos átomos pulverizados ao substrato. Uma porção dos átomos pulverizados de alta energia será injetada em diferentes graus, formando uma chamada camada de pseudodifusão no substrato, onde os átomos pulverizados e os átomos do material do substrato são “miscíveis” entre si. Além disso, durante o bombardeio das partículas pulverizadas, o substrato é sempre limpo e ativado na zona de plasma, o que remove os átomos precipitados com baixa adesão, purificando e ativando a superfície do substrato. Como resultado, a adesão da camada de filme pulverizado ao substrato é significativamente aumentada.
(3) Alta densidade de revestimento por pulverização catódica, menos poros e maior pureza da camada de filme porque não há contaminação do cadinho, que é inevitável na deposição de vapor a vácuo durante o processo de revestimento por pulverização catódica.
(4) Boa controlabilidade e repetibilidade da espessura do filme. Como a corrente de descarga e a corrente do alvo podem ser controladas separadamente durante a deposição por pulverização catódica, a espessura do filme pode ser controlada controlando-se a corrente do alvo. Assim, a controlabilidade e a reprodutibilidade da espessura do filme em múltiplas deposições por pulverização catódica são boas, permitindo a deposição eficaz de filmes com espessura predeterminada. Além disso, a deposição por pulverização catódica permite obter uma espessura de filme uniforme em uma grande área. No entanto, para a tecnologia geral de deposição por pulverização catódica (principalmente pulverização dipolar), o equipamento é complexo e requer dispositivos de alta pressão; a velocidade de formação do filme por deposição por pulverização catódica é baixa, com uma taxa de deposição por evaporação a vácuo de 0,1 a 5 nm/min e uma taxa de pulverização catódica de 0,01 a 0,5 nm/min; o aumento da temperatura do substrato é elevado e vulnerável a gases de impureza, etc. Contudo, devido ao desenvolvimento das tecnologias de pulverização catódica por radiofrequência (RF) e por magnetron, grandes avanços foram obtidos na obtenção de deposição por pulverização catódica rápida e na redução da temperatura do substrato. Além disso, nos últimos anos, novos métodos de revestimento por pulverização catódica estão sendo investigados – baseados na pulverização catódica magnetrônica planar – para minimizar a pressão do ar de pulverização até a pulverização a pressão zero, onde a pressão do gás de entrada durante a pulverização será zero.
Data da publicação: 08/11/2022