Il plasma viene generato nello sputtering attraverso un processo chiamato ionizzazione di gas. Ciò comporta la creazione di un ambiente gassoso a bassa pressione all'interno di una camera a vuoto e l'introduzione di un gas, in genere un gas inerte come l'argon. Al gas viene quindi applicata un'alta tensione, che ionizza gli atomi e crea un plasma. La tensione necessaria per la ionizzazione del gas dipende dal gas utilizzato e dalla sua pressione. Per l'argon, un gas comunemente utilizzato nello sputtering, il potenziale di ionizzazione è di circa 15,8 elettronvolt (eV).
La generazione del plasma nello sputtering è fondamentale perché facilita l'interazione tra il gas di sputtering e il materiale bersaglio. Quando si genera il plasma, gli ioni del gas entrano in collisione con la superficie del bersaglio. Queste collisioni sono sufficientemente energetiche da spostare gli atomi dalla superficie del bersaglio, facendoli espellere nella fase gassosa. Questo processo è fondamentale per il meccanismo di sputtering, dove gli atomi espulsi viaggiano e si depositano su un substrato, formando un film sottile.
La scelta di utilizzare gas inerti come l'argon o lo xenon come gas di sputtering è strategica. Questi gas non reagiscono con il materiale di destinazione né si combinano con i gas di processo, e il loro elevato peso molecolare contribuisce ad aumentare le velocità di sputtering e di deposizione. La natura inerte di questi gas garantisce il mantenimento dell'integrità del materiale target durante il processo di sputtering, essenziale per ottenere le proprietà desiderate nel film depositato.
In sintesi, il plasma nello sputtering viene generato ionizzando un gas di sputtering, in genere un gas inerte, all'interno di una camera a vuoto utilizzando un'alta tensione. Questa ionizzazione crea un ambiente di plasma in cui gli ioni del gas possono interagire efficacemente con il materiale bersaglio, portando all'espulsione e alla deposizione degli atomi bersaglio su un substrato. Questo processo è controllato e ottimizzato da fattori quali la pressione del gas, la tensione e il posizionamento del substrato per garantire un rivestimento uniforme.
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