La deposizione sputter è una tecnica di deposizione fisica da vapore (PVD).
Comporta l'espulsione di atomi da un materiale solido di destinazione grazie al bombardamento di particelle ad alta energia.
Questi atomi espulsi vengono poi depositati su un substrato per formare un film sottile.
Il processo utilizza una camera a vuoto, un gas controllato (solitamente argon) e l'eccitazione elettrica di un catodo per creare un plasma.
5 fasi chiave spiegate
1. Impostazione della camera a vuoto
Il processo inizia in una camera a vuoto.
Viene introdotto un gas controllato, in genere argon.
L'ambiente sotto vuoto è fondamentale perché riduce il numero di molecole di gas che potrebbero interferire con il processo di deposizione.
2. Creazione del plasma
Un catodo, che è il bersaglio dello sputtering costituito dal materiale da depositare, viene eccitato elettricamente.
Questa eccitazione crea un plasma ionizzando il gas argon.
Il plasma è costituito da elettroni liberi e ioni di argon.
3. Bombardamento di ioni
Gli elettroni liberi nel plasma accelerano verso l'anodo.
Collidono con gli atomi di argon e li trasformano in ioni di argon con carica positiva.
Questi ioni sono quindi attratti dal catodo (bersaglio di sputtering), carico negativamente, e vi collidono ad alta velocità.
4. Espulsione degli atomi del bersaglio
Le collisioni ad alta energia tra gli ioni di argon e il materiale del bersaglio provocano l'espulsione degli atomi dal bersaglio o "sputtering".
Questo è il meccanismo chiave della deposizione sputter.
Il trasferimento di quantità di moto dagli ioni agli atomi del bersaglio porta alla loro espulsione.
5. Deposizione sul substrato
Gli atomi espulsi attraversano il vuoto e si depositano su un substrato posizionato nelle vicinanze.
Il substrato può essere costituito da vari materiali come silicio, vetro o plastica.
Il film depositato può avere proprietà specifiche come la riflettività, la conducibilità elettrica o la durezza meccanica, a seconda del materiale di destinazione e dei parametri del processo.
6. Ottimizzazione e controllo
Il processo di sputtering può essere ottimizzato regolando vari parametri.
Questi includono la pressione del gas, la potenza applicata al catodo, la distanza tra il bersaglio e il substrato e l'angolo di deposizione.
Ciò consente di controllare le proprietà del film depositato, tra cui lo spessore, l'uniformità e la struttura.
Sviluppo storico e applicazioni
La deposizione sputter è stata osservata per la prima volta a metà del XIX secolo.
È stata sviluppata come tecnica di deposizione di film sottili all'inizio del XX secolo.
Da allora si è evoluta con i progressi della tecnologia del vuoto e l'introduzione di tecniche come il magnetron sputtering.
Oggi è ampiamente utilizzata in vari settori, tra cui l'elettronica, l'ottica e la produzione.
Le applicazioni comprendono il rivestimento di dischi rigidi di computer, circuiti integrati e pellicole ottiche.
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