Lo sputtering è una tecnica di deposizione fisica da vapore (PVD) utilizzata per depositare film sottili espellendo atomi da un materiale target attraverso il bombardamento di ioni energetici. Questo metodo è particolarmente efficace per i materiali con elevati punti di fusione e garantisce una buona adesione grazie all'elevata energia cinetica degli atomi espulsi.
5 punti chiave spiegati
1. Meccanismo dello sputtering
Lo sputtering comporta l'espulsione di atomi dalla superficie di un materiale bersaglio quando questo viene colpito da particelle energetiche, tipicamente ioni.
Questo processo è guidato dal trasferimento di quantità di moto tra gli ioni bombardanti e gli atomi del bersaglio.
Gli ioni, di solito argon, vengono introdotti in una camera a vuoto dove vengono eccitati elettricamente per formare un plasma.
Il bersaglio, che è il materiale da depositare, è posto come catodo in questa configurazione.
2. Impostazione del processo
Il setup per lo sputtering comprende una camera a vuoto riempita con un gas controllato, prevalentemente argon, che è inerte e non reagisce con il materiale del target.
Il catodo, o bersaglio, viene eccitato elettricamente per creare un ambiente di plasma.
In questo ambiente, gli ioni di argon vengono accelerati verso il bersaglio e lo colpiscono con un'energia sufficiente a espellere gli atomi del bersaglio nella fase gassosa.
3. Deposizione e vantaggi
Gli atomi del bersaglio espulsi attraversano il vuoto e si depositano su un substrato, formando un film sottile.
Uno dei vantaggi principali dello sputtering è che gli atomi espulsi hanno energie cinetiche significativamente più elevate rispetto agli atomi dei processi di evaporazione, il che porta a una migliore adesione e a film più densi.
Inoltre, lo sputtering può gestire materiali con punti di fusione molto elevati, difficili da depositare con altri metodi.
4. Varianti e applicazioni
Lo sputtering può essere eseguito in diverse configurazioni, come bottom-up o top-down, a seconda dei requisiti specifici del processo di deposizione.
È ampiamente utilizzato nell'industria dei semiconduttori per depositare film sottili di metalli, leghe e dielettrici su wafer di silicio e altri substrati.
5. Resputtering
Un ulteriore fenomeno osservato durante lo sputtering è il resputtering, in cui il materiale depositato viene riemesso da un ulteriore bombardamento di ioni o atomi durante il processo di deposizione.
Questo fenomeno può influenzare le proprietà del film finale e viene preso in considerazione nelle applicazioni avanzate in cui è richiesto un controllo preciso dello spessore e delle proprietà del film.
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