Lo sputtering è una tecnica di deposizione fisica da vapore (PVD) utilizzata per depositare film sottili di materiali su un substrato. Comporta l'uso di gas ionizzati per ablare un materiale bersaglio, causando l'espulsione di atomi dal bersaglio e il loro deposito sul substrato, formando un rivestimento sottile, uniforme e altamente puro. Questo processo è versatile e può essere utilizzato su una varietà di substrati, compresi quelli non elettricamente conduttivi.
Tipi di sputtering:
-
Le tecniche di sputtering sono suddivise in diversi tipi, ciascuno adatto a diverse applicazioni:Sputtering a corrente continua (DC):
-
È la forma più semplice di sputtering, in cui una corrente continua viene applicata al materiale bersaglio, facendogli espellere atomi quando viene bombardato dagli ioni del plasma.Sputtering a radiofrequenza (RF):
-
Lo sputtering a radiofrequenza utilizza la potenza della radiofrequenza per generare il plasma. Questo metodo è particolarmente utile per depositare materiali isolanti, in quanto non richiede che il bersaglio sia conduttivo.Sputtering a media frequenza (MF):
-
Questa tecnica utilizza una frequenza intermedia tra la corrente continua e la radiofrequenza, combinando alcuni dei vantaggi di entrambe. È efficace per depositare materiali difficili da spruzzare utilizzando solo la corrente continua o la radiofrequenza.Sputtering DC pulsato:
-
Questo metodo utilizza una corrente continua pulsata, che aiuta a ridurre gli effetti di carica sui substrati isolanti e può migliorare la qualità del film.Sputtering magnetronico a impulsi ad alta potenza (HiPIMS):
L'HiPIMS utilizza impulsi di potenza molto elevata per creare un plasma denso, che porta a una maggiore ionizzazione delle particelle sputate. In questo modo si ottengono film con una migliore adesione e strutture più dense.Processo di sputtering:
Il processo di sputtering inizia posizionando il substrato in una camera a vuoto riempita con un gas inerte, in genere argon. Il materiale target, che deve essere depositato, viene caricato negativamente, trasformandolo in un catodo. Questa carica fa sì che dal bersaglio scorrano elettroni liberi che si scontrano con gli atomi del gas, ionizzandoli. Questi atomi di gas ionizzati (ioni) vengono accelerati verso il bersaglio dal campo elettrico, entrando in collisione con esso e provocando l'espulsione di atomi dalla superficie del bersaglio. Gli atomi espulsi attraversano il vuoto e si depositano sul substrato, formando un film sottile.
Applicazioni dello sputtering:
Lo sputtering è ampiamente utilizzato in diversi settori industriali grazie alla sua capacità di creare film sottili di alta qualità. Viene utilizzato nella produzione di semiconduttori, dispositivi ottici, celle solari e per il rivestimento di materiali in dispositivi elettronici e di archiviazione dati come CD e unità disco. La tecnica è preziosa anche nella ricerca per creare strutture precise di film sottili per esperimenti analitici e nelle nanotecnologie.
