Lo sputtering è un processo sotto vuoto che prevede l'espulsione di atomi da un materiale solido di destinazione, noto come bersaglio di sputtering, e la loro successiva deposizione su un substrato per formare un film sottile con proprietà specifiche. Questo processo è guidato dal bombardamento del bersaglio da parte di particelle energetiche, tipicamente ioni, che causano l'espulsione degli atomi del bersaglio dal reticolo del materiale allo stato gassoso all'interno della camera di rivestimento.
Spiegazione dettagliata:
-
Bombardamento del bersaglio:
-
Il processo di sputtering inizia con l'introduzione di un gas controllato, solitamente argon, in una camera a vuoto. Viene applicato un campo elettrico per ionizzare il gas, creando un plasma. Le particelle di gas ionizzate, o ioni, vengono quindi accelerate dal campo elettrico verso il bersaglio. Quando questi ioni si scontrano con il bersaglio, trasferiscono la quantità di moto agli atomi del bersaglio attraverso una serie di collisioni parzialmente anelastiche.Espulsione degli atomi del bersaglio:
-
La quantità di moto trasferita dal bombardamento ionico provoca il rinculo degli atomi del bersaglio con un'energia sufficiente a superare l'energia di legame superficiale del materiale del bersaglio. Questo provoca l'espulsione, o sputtering, degli atomi del bersaglio dal reticolo del materiale allo stato gassoso all'interno della camera di rivestimento. Il numero medio di atomi espulsi per ogni ione incidente è noto come resa di sputtering, che dipende da vari fattori, tra cui l'angolo di incidenza dello ione, l'energia e le masse degli atomi dello ione e del bersaglio.
-
Deposizione sul substrato:
Gli atomi del bersaglio espulsi attraversano la camera a vuoto e vengono depositati su un substrato. Il substrato può essere costituito da vari materiali come silicio, vetro o plastica stampata. Gli atomi nucleano sul substrato e formano un film sottile con le proprietà desiderate, come la riflettività, la resistività elettrica o ionica o altre caratteristiche specifiche. Il processo può essere ottimizzato per controllare la morfologia, l'orientamento dei grani, le dimensioni e la densità del film.
Applicazioni e importanza:
