La differenza principale tra l'alimentazione a radiofrequenza (RF) e a corrente continua (DC) nello sputtering risiede nel tipo di alimentazione utilizzata e nei meccanismi con cui ionizzano il materiale bersaglio e lo depositano sul substrato.
Riepilogo:
- Sputtering a corrente continua: Utilizza un'alimentazione a corrente continua, che in genere richiede 2.000-5.000 volt, per ionizzare direttamente il plasma di gas mediante bombardamento di elettroni.
- Sputtering RF: Sostituisce la sorgente di alimentazione a corrente continua con una a corrente alternata, operante a una frequenza di 1 MHz o superiore, e richiede tensioni più elevate (1.012 volt o più) per ottenere tassi di deposizione simili. Lo sputtering RF utilizza l'energia cinetica per rimuovere gli elettroni dagli atomi del gas, creando onde radio per la ionizzazione.
Spiegazione dettagliata:
Sputtering in corrente continua:
Nello sputtering in corrente continua, si utilizza un alimentatore a corrente continua per generare un plasma all'interno di una camera a vuoto. L'alimentatore fornisce una tensione costante, in genere compresa tra 2.000 e 5.000 volt, sufficiente a ionizzare il gas inerte introdotto nella camera. Il gas ionizzato, o plasma, viene quindi accelerato verso il materiale bersaglio, provocando l'espulsione degli atomi e il loro deposito sul substrato. Questo processo si basa sul bombardamento ionico diretto del bersaglio da parte degli elettroni del plasma.Sputtering RF:
- Lo sputtering a radiofrequenza impiega un'alimentazione in corrente alternata, che alterna la polarità della corrente applicata al bersaglio. Questa corrente alternata opera a una frequenza elevata, in genere 1 MHz o superiore. L'alternanza di polarità consente di spruzzare efficacemente i materiali isolanti, poiché gli ioni positivi raccolti sulla superficie del bersaglio vengono neutralizzati durante il semiciclo positivo e gli atomi del bersaglio vengono spruzzati durante il semiciclo negativo. La frequenza e la tensione più elevate (1.012 volt o più) sono necessarie per creare l'energia cinetica necessaria a rimuovere gli elettroni dagli atomi del gas, generando onde radio che ionizzano il gas e facilitano il processo di sputtering.Vantaggi e svantaggi dello sputtering RF:
- Vantaggi: Lo sputtering a radiofrequenza è particolarmente efficace per depositare materiali isolanti, difficili da spruzzare con i metodi a corrente continua. La corrente alternata consente di gestire in modo efficiente l'accumulo di carica sul bersaglio, che è comune con i materiali isolanti.
Svantaggi:
Lo sputtering a radiofrequenza richiede apparecchiature più complesse e costose, compresi connettori e cavi speciali progettati per correnti alternate ad alta frequenza. Inoltre, tende a riscaldare maggiormente il substrato e richiede livelli di potenza più elevati per ottenere tassi di deposizione paragonabili a quelli dello sputtering in corrente continua.
In sintesi, la scelta tra sputtering a radiofrequenza e sputtering a corrente continua dipende dal materiale da depositare e dai requisiti specifici del processo di deposizione; la radiofrequenza è preferibile per i materiali isolanti grazie alla sua capacità di gestire efficacemente l'accumulo di carica.
