Per quanto riguarda lo sputtering, esistono due metodi principali: RF (radiofrequenza) e DC (corrente continua).
La differenza principale tra questi due metodi risiede nella sorgente di energia e nel modo in cui ionizzano il gas e spruzzano il materiale bersaglio.
1. Fonte di energia e requisiti di pressione
Sputtering in corrente continua
Lo sputtering in corrente continua utilizza una sorgente di alimentazione in corrente continua.
Questa sorgente di energia richiede in genere 2.000-5.000 volt.
Funziona a pressioni di camera più elevate, circa 100 mTorr.
Questo può portare a un maggior numero di collisioni tra le particelle di plasma cariche e il materiale bersaglio.
Sputtering RF
Lo sputtering a radiofrequenza utilizza una fonte di alimentazione in corrente alternata.
Questa fonte di alimentazione ha una frequenza di 13,56 MHz e richiede 1.012 volt o più.
Può mantenere il plasma gassoso a una pressione significativamente più bassa, inferiore a 15 mTorr.
Ciò riduce il numero di collisioni e fornisce un percorso più diretto per lo sputtering.
2. Idoneità del materiale target
Sputtering in corrente continua
Lo sputtering in corrente continua è ideale per i materiali conduttivi.
Ionizza direttamente il plasma gassoso utilizzando il bombardamento di elettroni.
Tuttavia, può causare un accumulo di carica su bersagli non conduttivi.
Questo accumulo di carica respinge un ulteriore bombardamento ionico e può arrestare il processo di sputtering.
Sputtering RF
Lo sputtering a radiofrequenza è efficace sia per i materiali conduttivi che per quelli non conduttivi.
La corrente alternata impedisce l'accumulo di carica sul bersaglio.
Neutralizza gli ioni positivi raccolti sulla superficie del bersaglio durante il semiciclo positivo.
Durante il semiciclo negativo, invece, sputa gli atomi del bersaglio.
3. Meccanismo dello sputtering
Sputtering in corrente continua
Lo sputtering in corrente continua comporta il bombardamento diretto del bersaglio da parte di elettroni energetici.
Se il bersaglio non è conduttivo, ciò può portare alla formazione di archi e all'interruzione del processo di sputtering.
Sputtering RF
Lo sputtering RF utilizza l'energia cinetica per rimuovere gli elettroni dagli atomi di gas.
In questo modo si crea un plasma in grado di spruzzare efficacemente bersagli conduttivi e non conduttivi senza il rischio di accumulo di cariche.
4. Frequenza e scarica
Sputtering RF
Lo sputtering RF richiede una frequenza di 1 MHz o superiore.
Questo è fondamentale per mantenere il processo di sputtering su materiali non conduttivi.
Sputtering in corrente continua
Lo sputtering in corrente continua non richiede frequenze elevate per la scarica.
Ciò lo rende più semplice in termini di requisiti di alimentazione, ma meno versatile per i diversi materiali di destinazione.
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