Il bersaglio è infatti il catodo nello sputtering.
Nel processo di sputtering, un bersaglio solido viene utilizzato come catodo.
Questo bersaglio è sottoposto al bombardamento di ioni ad alta energia.
Questi ioni sono in genere generati da una scarica in un campo di corrente continua.
Il bersaglio è carico negativamente, in genere a un potenziale di diverse centinaia di volt.
Questo contrasta con il substrato, che è carico positivamente.
Questa configurazione elettrica è fondamentale affinché il processo di sputtering avvenga in modo efficace.
4 punti chiave per comprendere il processo
1. Configurazione elettrica
Il bersaglio, che funge da catodo, è carico negativamente.
Attira gli ioni con carica positiva dal plasma.
Questo plasma viene solitamente creato introducendo nel sistema un gas inerte, generalmente argon.
La ionizzazione del gas argon provoca la formazione di ioni Ar+ .
Questi ioni vengono accelerati verso il bersaglio con carica negativa grazie alla differenza di potenziale elettrico.
2. Meccanismo di sputtering
Quando gli ioni Ar+ entrano in collisione con il bersaglio (catodo), scollano gli atomi dalla superficie del bersaglio attraverso un processo chiamato sputtering.
Questi atomi si depositano su un substrato, formando un film sottile.
Questo processo è efficiente finché il bersaglio è metallico e può mantenere la sua carica negativa.
I bersagli non conduttivi possono diventare carichi positivamente, il che inibisce il processo di sputtering respingendo gli ioni in arrivo.
3. Progressi tecnologici
Nel corso del tempo, il design e la configurazione dei sistemi di sputtering si sono evoluti per migliorare l'efficienza e il controllo del processo di deposizione.
I primi sistemi erano relativamente semplici e consistevano in un bersaglio catodico e un supporto anodico per il substrato.
Tuttavia, queste configurazioni presentavano limitazioni, come la bassa velocità di deposizione e gli elevati requisiti di tensione.
I progressi moderni, come lo sputtering magnetronico, hanno risolto alcuni di questi problemi, ma hanno anche introdotto nuove sfide, come il potenziale avvelenamento del catodo nelle modalità di sputtering reattivo.
4. Considerazioni sui materiali
Anche la scelta del materiale del bersaglio è fondamentale.
Di solito si utilizzano materiali come l'oro o il cromo, che offrono vantaggi specifici come una granulometria più fine e rivestimenti continui più sottili.
Le condizioni di vuoto richieste per uno sputtering efficace con alcuni materiali possono essere più severe e richiedono sistemi di vuoto avanzati.
In sintesi, il bersaglio dello sputtering è il catodo e il suo ruolo è fondamentale nella deposizione di materiali sui substrati attraverso il bombardamento controllato di ioni ad alta energia.
Il processo è influenzato dalla configurazione elettrica, dalla natura del materiale bersaglio e dalla configurazione tecnologica del sistema di sputtering.
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