Il rivestimento sputter è un processo di deposizione fisica da vapore che prevede l'applicazione di un sottile rivestimento funzionale su un substrato.
Si ottiene bombardando un materiale bersaglio con ioni ad alta energia.
Gli atomi del bersaglio vengono espulsi e depositati sul substrato, formando un forte legame a livello atomico.
Riassunto del principio
Il principio del rivestimento sputter comporta l'uso di un plasma per espellere gli atomi da un materiale bersaglio e depositarli su un substrato.
Ciò avviene attraverso il bombardamento del bersaglio con ioni, in genere in un ambiente sotto vuoto.
Il trasferimento di quantità di moto dagli ioni agli atomi del bersaglio ne provoca l'espulsione e il deposito sul substrato.
Spiegazione dettagliata
1. Creazione del plasma
Il processo inizia caricando elettricamente un catodo di sputtering, che forma un plasma.
Questo plasma è generato tipicamente con una scarica di gas, spesso con gas come l'argon.
Il plasma è essenziale in quanto contiene ioni che vengono utilizzati per bombardare il bersaglio.
2. Bombardamento del bersaglio
Il materiale bersaglio, ovvero la sostanza da rivestire sul substrato, viene incollato o fissato al catodo.
Per garantire un'erosione stabile e uniforme del materiale si utilizzano dei magneti.
Il bersaglio è bombardato da ioni provenienti dal plasma, che hanno un'energia sufficiente per espellere gli atomi dalla superficie del bersaglio.
Questa interazione è influenzata dalla velocità e dall'energia degli ioni, controllate da campi elettrici e magnetici.
3. Deposizione sul substrato
Gli atomi espulsi dal bersaglio, grazie al trasferimento di quantità di moto degli ioni ad alta energia, si dirigono verso il substrato.
Il substrato è tipicamente posizionato di fronte al target all'interno della camera da vuoto.
L'elevata energia cinetica delle particelle sputate consente loro di impattare il substrato e di formare un forte legame a livello atomico.
In questo modo si ottiene un rivestimento uniforme e omogeneo sul substrato, che può essere particolarmente vantaggioso per i materiali sensibili al calore, poiché il processo prevede basse temperature.
4. Controllo e ottimizzazione
Il processo può essere ottimizzato controllando l'ambiente del vuoto, il tipo di gas utilizzato e l'energia degli ioni.
Per i substrati molto sensibili, la camera a vuoto può essere riempita con un gas inerte per controllare l'energia cinetica delle particelle sputate, consentendo un processo di deposizione più controllato.
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