Lo sputtering è una tecnica di deposizione fisica da vapore (PVD). Comporta l'espulsione di atomi dalla superficie di un materiale bersaglio. Ciò avviene grazie al bombardamento di particelle ad alta energia. Queste particelle sono tipicamente ioni provenienti da un plasma. Questo processo porta alla deposizione di un film sottile del materiale target su un substrato.
5 fasi chiave del principio dello sputtering
1. Creazione del plasma e accelerazione degli ioni
Lo sputtering inizia con la creazione di un plasma gassoso all'interno di una camera a vuoto. In genere si ottiene introducendo un gas inerte come l'argon. Viene quindi applicata un'alta tensione per generare una scarica a bagliore. La scarica ionizza il gas argon, creando un plasma composto da ioni ed elettroni. Gli ioni vengono quindi accelerati verso un materiale bersaglio (il bersaglio di sputtering) dal campo elettrico.
2. Bombardamento ed espulsione degli atomi del bersaglio
Quando gli ioni ad alta energia si scontrano con il materiale bersaglio, trasferiscono la loro energia agli atomi del bersaglio. Ciò provoca l'espulsione di alcuni di essi dalla superficie. Questo processo è noto come sputtering. Gli atomi espulsi sono tipicamente neutri, cioè non sono carichi.
3. Deposizione sul substrato
Gli atomi espulsi viaggiano dal bersaglio verso un substrato posto nelle vicinanze. Quando si depositano sul substrato, formano un film sottile. Il processo di deposizione può essere controllato per ottenere varie proprietà come lo spessore, l'uniformità e la composizione. Ad esempio, lo sputtering reattivo prevede l'uso di gas reattivi come l'azoto o l'ossigeno per formare composti come ossidi o nitruri sul substrato.
4. Vantaggi e applicazioni
Lo sputtering è apprezzato per la sua capacità di produrre film sottili di alta qualità, uniformi e densi. È ampiamente utilizzata nella produzione di semiconduttori, dispositivi ottici e rivestimenti duri grazie alla sua natura liscia e alle eccellenti proprietà di adesione. La tecnica è inoltre in grado di depositare un'ampia gamma di materiali, tra cui metalli, leghe e composti, rendendola versatile per diverse applicazioni industriali.
5. Variazioni tecnologiche
La tecnologia sputtering può essere adattata a diverse esigenze variando parametri come il tipo di gas utilizzato, la tensione applicata e la configurazione dell'apparecchiatura. Ad esempio, la potenza della radiofrequenza (RF) o della media frequenza (MF) può essere utilizzata per spruzzare materiali non conduttivi.
In sintesi, lo sputtering è una tecnica PVD precisa e versatile. Sfrutta l'energia degli ioni del plasma per espellere e depositare gli atomi del materiale target sui substrati. In questo modo si formano film sottili con proprietà controllate. Questo metodo è fondamentale in diverse industrie high-tech grazie alla sua capacità di produrre rivestimenti e film di alta qualità.
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