SPUTTERING

El proceso de sputtering consiste en la extracción de átomos de la superficie de un electrodo debido al intercambio de momento con iones que bombardean los átomos de la superficie. Con esta definición está claro que el proceso de sputtering es básicamente un proceso de ataque, frecuentemente utilizado para la limpieza de superficies y la delineación de pistas. Sin embargo, como en el proceso de sputtering se produce vapor del material del electrodo, es también un método utilizado en la deposición de películas, similar a la evaporación.

Con el término deposición por sputtering se enmarcan una gran cantidad de procesos, pero todos tienen en común el empleo de un blanco del material que va a ser depositado como cátodo en la descarga luminosa. El material es transportado desde el blanco hasta el substrato donde se forma la película. De esta forma se depositan películas de metales puros o aleaciones utilizando descargas de gases nobles (ver fig.1). Es también posible depositar materiales compuestos por sputtering utilizando blancos elementales con gases reactivos. Así se depositan óxidos y nitruros de metales en atmósferas reactivas de oxígeno y nitrógeno, respectivamente.

Una técnica de deposición de materiales basada en el principio de sputtering antes mencionado y, que poseemos en nuestro Departamento, es la de Sputtering Magnetrón. Se caracteriza por utilizar campos magnéticos transversales a los campos eléctricos en la superficie del blanco (ver fig.2). La aplicación de este campo magnético transversal da lugar a cambios importantes en el proceso básico de sputtering. Los electrones secundarios generados en el blanco no bombardean el substrato debido a que son atrapados en trayectorias cicloidales cerca del blanco, así disminuye la temperatura a la que se calienta el substrato y disminuye el daño por radiación. Este hecho permite recubrir substratos que no resistan temperaturas altas (como plásticos) y superficies sensibles. Además en esta técnica las velocidades de deposición son más altas que en el sputtering tradicional, pudiendo utilizar la técnica combinada con sputtering reactivo.

El sistema de sputtering magnetrón que existe en nuestro departamento tres cátodos y un portasubstratos giratorio (Fig.3). Este sistema es utilizado en el crecimiento de películas compuestas y multicapas de nitruros metálicos (Ti, Al, Zr, etc) con fines fundamentalmente de aplicaciones como recubrimientos duros.

Responsable: Dra. O. Sánchez Garrido