Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Film sottili/Sputtering: differenze tra le versioni

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* possono essere depositati metalli refrattari
* si depositano film di isolanti
* è certa un 'ottima adesione
* è possibile fare epitassia a bassa temperatura
* il film è uniforme anche su substrati piani di notevoli dimensioni
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Per aumentare la probabilità di ionizzazione del gas sono stati sviluppati dei catodi contenenti dei magneti permanenti ( volte elettromagneti) che permettono di confinare gli elettroni in uno spazio ristretto e spiralizzandoli aumentano la possibilità di collisioni col gas.
 
I magnetron esistono in forme rotonde o rettangolari. Poiché il sconfinamento magnetico crea un 'area preferenziale di erosione, dopo un certo tempo il target del materiale utilizzato deve essere sostituito. Lo sviluppo di catodi cilindrici rotanti riduce questo fenomeno allungando il tempo di utilizzo del target.[[Categoria:Micro e nanotecnologia|Film sottili]]
 
==Il fenomeno fisico dello Sputtering==
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Una variante del processo è il DC Sputtering Magnetron. Utilizza una sorgente DC per attivare il [[Micro_e_nanotecnologia/Microtecnologia/Il_plasma|plasma]] e per creare una corrente di ioni che bombardano il bersaglio. Esso rende più efficiente lo sputtering in quanto intrappola in un campo magnetico in prossimità del campione gli elettroni secondari emessi dal target e li utilizza per ionizzare il gas Argon generando una corrente di ioni in prossimità della superficie aumentando la resa del processo.
Quando una tensione negativa viene applicata al catodo gli elettroni emessi dal campione (oltre a quelli naturalmente presenti nella camera)vengono accelerati lontani dal target. Come la loro velocità aumenta, essi sono forzati a percorrere un percorso circolare dalla [[w:Forza_di_Lorentz|forza di Lorentz]] creata dal campo magnetico dovuto al magnete che è parallelo alla superficie del target.
Gli elettroni sono così intrappolati in questo percorso finché non perdono la loro energia, cioè finché non subiscono più la forza di Lorentz oppure finche subiscono un urto con un atomo del gas e vengono spinti fuori dalle linee di campo. Gli elettroni possono perdere la loro energia anche in altri modi per esempio eccitando atomi di gas Argon o diseccitandoli; fenomeno responsabile proprio della scarica luminosa. Il risultato di queste ripetute collisioni è la formazione di un 'alta densità di ioni <math>Ar^+\ </math> a poca distanza dalla superficie del target proprio nella zona della trappola magnetica. Il campo elettrico è perpendicolare alla superficie del target e accelera gli ioni dal plasma verso il bersaglio (poiché gli ioni hanno massa molto più grande di quella degli elettroni, essi risentono poco del campo magnetico) ; aumenta così la resa del processo di sputtering e si può notare dal fatto che il bersaglio viene consumato principalmente in quella zona. Inoltre, a pressioni di Argon di <math>10^{-3}mbar\ </math> il cammino libero medio degli ioni corrisponde proprio alla distanza tra la zona magnetica e la superficie del campione.
 
[[Image:11_Profilo_reale_target.png|left|thumb|300px|Profilo reale del target]]