Lo sputtering è una tecnica utilizzata per depositare film sottili su un substrato.
Questo processo prevede l'espulsione di atomi da un materiale solido bersaglio attraverso il bombardamento di ioni energetici.
Il processo di sputtering può essere suddiviso in sei fasi principali.
Quali sono le 6 fasi del processo di sputtering?
1. Aspirazione della camera di deposizione
La camera di deposizione viene evacuata a una pressione molto bassa, in genere intorno a 10^-6 torr.
Questa fase è fondamentale per creare un ambiente controllato e privo di contaminanti.
Inoltre, facilita la formazione del plasma.
2. Introduzione del gas di sputtering
Nella camera viene introdotto un gas inerte, come l'argon o lo xenon.
Questo gas è essenziale per la generazione del plasma e il successivo processo di sputtering.
3. Applicazione della tensione per la generazione del plasma
Una tensione viene applicata tra due elettrodi nella camera per generare una scarica a bagliore.
Questa scarica incandescente è un tipo di plasma.
Questo plasma è fondamentale per la ionizzazione del gas di sputtering.
4. Formazione di ioni positivi
Nella scarica incandescente, gli elettroni liberi si scontrano con gli atomi del gas di sputtering.
Ciò comporta la formazione di ioni positivi.
Questi ioni sono fondamentali per il processo di sputtering in quanto trasportano l'energia necessaria per staccare gli atomi dal materiale bersaglio.
5. Accelerazione degli ioni positivi verso il catodo
Grazie alla tensione applicata, gli ioni positivi del gas di sputtering vengono accelerati verso il catodo (l'elettrodo negativo).
Questa accelerazione conferisce energia cinetica agli ioni, necessaria per l'effetto sputtering.
6. Espulsione e deposizione del materiale target
Gli ioni accelerati si scontrano con il materiale bersaglio, provocando l'espulsione di atomi o molecole.
Le particelle espulse attraversano la camera e si depositano su un substrato, formando un film sottile.
Il processo di sputtering può essere visualizzato come una serie di collisioni a livello atomico.
È simile a un gioco di biliardo, in cui gli ioni (che agiscono come la palla da biliardo) colpiscono un gruppo di atomi (le palle da biliardo), provocando l'espulsione di alcuni atomi vicini alla superficie.
L'efficienza di questo processo è misurata dal rendimento dello sputtering.
Il rendimento dello sputter è il numero di atomi espulsi per ogni ione incidente.
I fattori che influenzano il rendimento dello sputtering includono l'energia degli ioni incidenti, le loro masse, le masse degli atomi bersaglio e l'energia di legame del solido.
Lo sputtering è ampiamente utilizzato in diverse applicazioni.
Tra queste, la formazione di film sottili, le tecniche di incisione e i metodi analitici.
Ciò è dovuto alla capacità di controllare con precisione la deposizione dei materiali a livello atomico.
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