La frequenza RF per lo sputtering è tipicamente di 13,56 MHz.
Questa frequenza viene scelta per diversi motivi.
1. Compatibilità con le bande ISM
La frequenza di 13,56 MHz rientra nelle bande radio industriali, scientifiche e mediche (ISM).
Queste bande sono riservate a livello mondiale all'uso non commerciale per evitare interferenze con i servizi di telecomunicazione.
Questa standardizzazione consente un uso diffuso e coerente della tecnologia di sputtering RF senza conflitti normativi.
2. Interazione efficiente con gli ioni
A 13,56 MHz, la frequenza è sufficientemente bassa da consentire un tempo sufficiente per il trasferimento del momento degli ioni argon al materiale bersaglio durante ogni ciclo.
Questo aspetto è cruciale per uno sputtering efficace, in quanto garantisce che gli ioni abbiano il tempo sufficiente per impattare il bersaglio e dislocare le particelle senza essere troppo rapidi per interagire efficacemente.
3. Oscillazione degli elettroni e frequenza del plasma
La frequenza è sufficientemente alta da consentire agli elettroni di oscillare all'interno del plasma, determinando un'elevata densità di plasma.
Questa elevata velocità del plasma consente pressioni operative più basse (da 10^-1 a 10^-2 Pa), che possono portare alla deposizione di film sottili con microstrutture diverse rispetto a quelle prodotte a pressioni più elevate.
4. Evitare l'accumulo di carica
Nello sputtering a radiofrequenza, il potenziale elettrico alternato aiuta a prevenire l'accumulo di carica sul materiale target, in particolare per i materiali isolanti.
Si tratta di un aspetto critico, poiché l'accumulo di cariche può provocare archi elettrici e altri problemi di controllo della qualità nel processo di sputtering.
In sintesi, l'uso di 13,56 MHz nello sputtering a radiofrequenza è il risultato del suo equilibrio ottimale tra la possibilità di un bombardamento ionico efficiente e la prevenzione dell'accumulo di cariche elettriche sul target, il tutto nel rispetto delle normative internazionali sulle radiofrequenze.
Questa frequenza è particolarmente efficace per lo sputtering di materiali sia conduttivi che non conduttivi, il che la rende una tecnica versatile e ampiamente utilizzata nella deposizione di film sottili.
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