Lo sputtering è un processo di deposizione fisica da vapore (PVD) che prevede l'espulsione di atomi da un materiale solido di destinazione nella fase gassosa, grazie al bombardamento di ioni energetici, e la loro successiva deposizione su un substrato per formare un film sottile. Questo processo è guidato dallo scambio di quantità di moto tra gli ioni e gli atomi nel materiale bersaglio, simile al biliardo atomico. L'efficienza del processo di sputtering è misurata dalla resa di sputtering, che è il numero di atomi espulsi dalla superficie per ogni ione incidente.
Spiegazione dettagliata:
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Impostazione del processo:
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Lo sputtering viene condotto in una camera a vuoto riempita con un gas inerte, in genere argon. Il materiale target, che è la fonte degli atomi da depositare, viene caricato negativamente, trasformandolo in un catodo. Questa configurazione è fondamentale perché dà inizio al flusso di elettroni liberi dal catodo.Ionizzazione e collisioni:
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Gli elettroni liberi provenienti dal catodo si scontrano con gli atomi del gas argon, ionizzandoli. Queste molecole di gas ionizzate (ioni di argon) vengono quindi accelerate verso il bersaglio carico negativamente grazie al campo elettrico.
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Espulsione degli atomi:
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Quando gli ioni di argon energetici colpiscono il bersaglio, trasferiscono la loro quantità di moto agli atomi del materiale del bersaglio. Questo processo di collisione può espellere gli atomi del bersaglio dalla superficie alla fase gassosa. Questo è il meccanismo centrale dello sputtering, in cui l'energia degli ioni viene utilizzata per spostare gli atomi del bersaglio.Deposizione sul substrato:
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Gli atomi espulsi attraversano il vuoto e si depositano su un substrato vicino. Questi atomi si legano a livello atomico al substrato, formando un film sottile con proprietà specifiche come la riflettività, la resistività elettrica o ionica, a seconda del materiale del target e del substrato.
Tipi di sputtering:
