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

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Quando un solido è bombardato con atomi o ioni o molecole se l'energia delle particelle incidenti è maggiore della energia di legame dei solidi (5 eV) gli atomi nel solido sono espulsi dalla superficie. Gli atomi espulsi vanno nella fase gassosa e il fenomeno viene chiamato sputtering (non esiste un termine italiano). Se però l'energia è molto più elevata (qualche keV) le particelle bombardanti penetrano in profondità e il processo diviene la impiantazione ionica.
[[Immagine:Schema--Sputtering.png|left|thumb|350px|Schema semplificato di un sistema di sputtering]]
La deposizione mediante sputtering è una tecnica di deposizione fisica di film sottili (nel testo si useranno degli inglesismi quali film sputterati o sputterare non esistendo parole italiane che ne siano una fedele traduzione). La tecnica consiste nel rimuovere materiale dal target, che è la sorgente, e da questa depositarlo sul substrato, ad esempio un wafer di silicio. Il resputtering è la rimozione del materiale deposto durante il porcesso di deposizione da parte degli ioni o degli atomi incidenti sul substrato. Gli atomi ''sputterati'' dal target hanno una grande distribuzione di energie da frazioni di eV fino a decine di eV. Gli atomi sputterati se la pressione è sufficientemente bassa possono andare in maniera in linea retta dal target urtando il substrato o la camera da vuoto, causando eventualmente resputtering. Notiamo che gli ioni sono minoritari rispetto agli atomi neutri, infatti tipicamente sono ionizzati solo una piccola frazione degli atomi dell'ordine dell'0.01%. A pressioni maggiori gli atomi collidono con gli atomi del gas che agiscono come un moderatore e si muovono in maniera diffusiva, raggiungendo il substrato o la camera da vuoto e condensandosi dopo avere fatto un [[w:Passeggiata_aleatoria|cammino stocastico]]. Cambiando la pressione, durante il processo, si può andare da urti balistici di alta energia a moto termalizzato di bassa energia. Il gas utilizzato nello sputtering è in genere un gas inerte come l'[[w:Argon|Argon]]. Per un trasferimento efficente della quantità di moto, il peso atomico del gas utilizzato dovrebbe essere simile al peso atomico del materiale del target, quindi per depositare mediante sputtering materiali leggeri è preferibile il [[w:Neon|Neon]], mentre per materiali pesanti possono essere usati il [[w:Krypton|Krypton]] o lo [[w:Xenon|Xenon]]. In pratica, per motivi economici, viene comunemente usato l'Argon, che è di gran lunga più economico rispetto agli altri gas nobili.