mercoledì 13 gennaio 2016

La tecnica dello "sputtering" per depositare strati sottili



Lo sputtering è una tecnica utilizzata per depositare strati sottili di materiale su una superficie, viene realizzato sotto vuoto , a pressioni inferiori ad 1 mBar. Nello sputtering un plasma (un gas ionizzato cioè i cui vi sono atomi che hanno perso uno o più elettroni e sono quindi caricati positivamente) erode un pezzo del materiale che vogliamo depositare che viene detto target. Il target è posto a potenziale negativo (300-800 V)e per questo motivo attrae gli atomi caricati positivamente del plasma che si scontrano sul materiale cedendo la loro energia agli atomi del target spruzzando (sputterando) fuori da esso degli atomi del materiale che per inerzia si andranno a scontrare sulla la superficie formando uno strato micro sottile di circa 1 micron al minuto. Tutto questo si fa preferibilmente sottovuoto o al massimo in presenza di argon ,un gas nobile. Il plasma è fondamentale per lo sputtering e in base alla sua quantità si riesce a sputterare più o meno velocemente, per questo è stata i nventata una tecnica per velocizzare il processo con l’utilizzo di una struttura magnetica detta magnetron. Per fare lo sputtering c’è bisogno di: una camera da vuoto che sopporti una pressione di 10^-6 mBar, perché l’aria disturba il processo; di un magnetron il più vicino possibile al target; di un generatore di corrente continua che eroghi da 100 W a 1KW; di due pompe,una rotativa e una a turbina; di eventuali fornetti riscaldanti che arrivino ad una temperatura al massimo della metà della temperatura di fusione. Lo sputtering viene utilizzato per creare dei film sottili,dello spessore di alcune decine di micron. Il plasma aderisce molto bene alla superficie del target. Questa tecnica viene adoperata per fare: CD, display dei cellulari, pannelli solari, materiali superconduttori, e anche per rendere dei materiali più duri sputterando per esempio del titanio.