Rivestimento a spruzzo
Grazie ai suoi vantaggi unici e all'ampia applicabilità, il rivestimento mediante sputtering ha trovato ampia applicazione in numerosi campi. Dai cablaggi metallici di precisione nei dispositivi microelettronici ai rivestimenti ad alte prestazioni sui componenti ottici; dagli strati protettivi ad alta temperatura nel settore aerospaziale ai rivestimenti decorativi per oggetti di uso quotidiano, la tecnologia di rivestimento mediante sputtering è ovunque e ha un profondo impatto sul progresso scientifico e tecnologico.
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Tutto quello che dovresti sapere sul rivestimento a spruzzo
Con il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, i requisiti prestazionali dei materiali aumentano di giorno in giorno, e anche la tecnologia di rivestimento mediante sputtering è in continua innovazione e miglioramento. Nuovi metodi di sputtering emergono costantemente. Le opzioni per i materiali di rivestimento sono più numerose e diversificate. La precisione e la stabilità del controllo tecnico sono state notevolmente migliorate. Ciò consente al rivestimento mediante sputtering non solo di soddisfare le esigenze dei settori tradizionali, ma anche di fornire soluzioni chiave per la preparazione di film sottili per settori tecnologici emergenti come l'informatica quantistica, l'elettronica flessibile, l'ingegneria biomedica, ecc.
Il rivestimento mediante sputtering è una tecnologia di deposizione fisica da vapore (PVD). Il suo principio di base consiste nel bombardare la superficie del bersaglio con ioni ad alta energia (solitamente ioni argon Ar⁺) in un ambiente sotto vuoto, in modo che gli atomi del bersaglio acquisiscano energia sufficiente a superare la forza di legame superficiale e a fuoriuscire. Questi atomi fuoriusciti vengono depositati sulla superficie del substrato e formano gradualmente un film sottile. Questo processo coinvolge fenomeni fisici complessi, tra cui la generazione di ioni, l'accelerazione di ioni, il trasferimento di quantità di moto e la deposizione atomica.
Meccanismo di funzionamento a sputtering
Generazione e accelerazione di ioni: Un gas inerte (come l'argon) viene introdotto nella camera a vuoto e ionizzato applicando un campo elettrico (solitamente tramite scarica luminescente) per generare plasma, che contiene un gran numero di ioni argon ed elettroni liberi. Gli ioni argon vengono accelerati sotto l'azione del campo elettrico e acquisiscono un'energia cinetica maggiore. Ad esempio, in un dispositivo di sputtering a corrente continua (DC), viene applicata una tensione continua tra il bersaglio (catodo) e l'anodo per formare un campo elettrico che accelera gli ioni argon e li spinge verso il bersaglio.
Trasferimento di quantità di moto e sputtering atomico: Quando gli ioni di argon con elevata energia cinetica bombardano la superficie del bersaglio, collidono elasticamente o anelasticamente con gli atomi bersaglio, trasferendo loro la propria energia cinetica. Quando l'energia ottenuta dagli atomi bersaglio supera la loro energia di legame nel reticolo, questi si disperdono dalla superficie del bersaglio. Nelle collisioni elastiche, gli ioni collidono direttamente con gli atomi bersaglio e trasferiscono istantaneamente l'energia cinetica; nelle collisioni anelastiche, vengono utilizzati molteplici scambi di energia per consentire gradualmente agli atomi bersaglio di ottenere energia sufficiente e di disperdersi.
Deposizione atomica e crescita del film: Gli atomi espulsi dal bersaglio vengono trasportati in una camera a vuoto in forma gassosa e depositati sulla superficie del substrato. Questi atomi si adsorbono e diffondono sulla superficie del substrato, formando gradualmente cluster atomici. All'aumentare del numero di atomi depositati, i cluster continuano a crescere e a connettersi tra loro, formando infine un film continuo. Il processo di crescita del film è influenzato da molti fattori, come la velocità di deposizione degli atomi, la temperatura del substrato e la capacità di diffusione degli atomi sulla superficie del substrato.
Sputtering vs. Evaporazione
L'evaporazione è il processo di evaporazione del materiale di rivestimento mediante riscaldamento, il cui vapore si condensa sulla superficie del substrato formando una pellicola. Rispetto allo sputtering, l'evaporazione presenta solitamente una velocità di deposizione più elevata, ma una minore copertura di substrati di forma complessa. Poiché la direzione del movimento degli atomi evaporati è prevalentemente rettilinea, è difficile ricoprire uniformemente tutte le parti del substrato. Inoltre, l'evaporazione ha una selettività limitata per i materiali e alcuni materiali ad alto punto di fusione sono difficili da rivestire. Lo sputtering può essere eseguito a temperature inferiori ed è adatto per materiali di substrato sensibili alla temperatura. Le particelle sputterate hanno un'energia più elevata e possono interagire fortemente con la superficie del substrato, garantendo una buona adesione della pellicola al substrato.
Sputtering vs. CVD
CVD La deposizione chimica (CVD) utilizza sostanze chimiche gassose per reagire chimicamente ad alta temperatura e catalizzatori per generare sostanze solide e depositarle sulla superficie del substrato per formare film sottili. La deposizione chimica (CVD) può produrre film di alta qualità e può controllare con precisione la composizione chimica e la struttura cristallina del film. Tuttavia, la deposizione chimica (CVD) richiede solitamente un ambiente ad alta temperatura, che può danneggiare il materiale del substrato e introdurre impurità durante il processo di reazione. Il rivestimento mediante sputtering non richiede reazioni chimiche ad alta temperatura, evitando i problemi causati da queste ultime. Può rivestire quasi tutti i materiali solidi e l'attrezzatura è relativamente semplice e il costo è basso.
Storia del rivestimento a spruzzo
Lo sviluppo della tecnologia di rivestimento mediante sputtering è una storia di progresso scientifico e tecnologico ricca di innovazioni e scoperte. Le sue origini risalgono al XIX secolo. Nel 19, il fisico tedesco William Grove osservò per la prima volta il fenomeno dello sputtering. Mentre conduceva un esperimento di scarica gassosa, scoprì che quando gli ioni bombardavano la superficie di un elettrodo metallico, gli atomi metallici si staccavano dalla superficie dell'elettrodo e si depositavano sugli oggetti circostanti. Questa scoperta casuale pose le basi per la nascita della tecnologia di rivestimento mediante sputtering.
Fase di sviluppo iniziale
Nei decenni successivi alla scoperta del fenomeno dello sputtering da parte di Grove, gli scienziati condussero ricerche approfondite sui principi di base e sulle caratteristiche di tale processo. Nel 1902, lo scienziato tedesco Eugen Goldstein studiò ulteriormente il processo di sputtering e rivelò la relazione tra il meccanismo di emissione degli atomi in fase di sputtering e fattori quali l'energia degli ioni e il materiale del bersaglio. Questi primi studi fornirono una base teorica per l'applicazione pratica della tecnologia di rivestimento mediante sputtering, ma a causa dei limiti delle condizioni tecniche dell'epoca, il rivestimento mediante sputtering non poteva essere ottenuto su larga scala nella produzione industriale.
Innovazioni tecnologiche
A metà del XX secolo, con lo sviluppo della tecnologia del vuoto, della tecnologia energetica e della scienza dei materiali, la tecnologia di rivestimento mediante sputtering ha compiuto importanti progressi. L'avvento della tecnologia di sputtering a radiofrequenza (RF) ha risolto il problema del rivestimento mediante sputtering di materiali isolanti, ampliando notevolmente il campo di applicazione di tale tecnologia. Lo sputtering a radiofrequenza (RF) utilizza il campo elettrico alternato generato dall'alimentatore RF per ionizzare il gas, realizzando così lo sputtering di materiali isolanti. Questa tecnologia è stata ampiamente utilizzata in settori come i circuiti integrati.
Tendenza di sviluppo moderno
Nel XXI secolo, con il continuo progresso scientifico e tecnologico, la tecnologia di rivestimento mediante sputtering ha continuato a progredire nel migliorare la qualità del rivestimento, ridurre i costi e ampliare i campi di applicazione. Nuove tecnologie di sputtering come lo sputtering a corrente continua pulsata e lo sputtering magnetron pulsato ad alta potenza (HiPIMS) continuano ad emergere. Lo sputtering a corrente continua pulsata riduce la formazione di uno strato isolante sulla superficie del materiale target sovrapponendo impulsi ad alta frequenza alla tensione continua, attenuando il fenomeno di avvelenamento del materiale target e migliorando la stabilità e la qualità del rivestimento. HiPIMS può generare plasma con un'elevata velocità di ionizzazione e preparare film sottili con prestazioni eccellenti, mostrando un grande potenziale applicativo in film ottici di fascia alta, rivestimenti superduri e altri campi.
Tipo di rivestimento a sputtering
Lo sputtering a corrente continua (DC) è una tecnologia che utilizza ioni generati da una scarica luminescente a corrente continua (DC) per bombardare il materiale target su cui viene applicato il rivestimento. Lo sputtering a corrente continua ha un costo relativamente basso ed è adatto per rivestimenti uniformi su ampie superfici. Tuttavia, presenta anche alcune limitazioni. Poiché lo sputtering a corrente continua richiede che il materiale target abbia una buona conduttività, può essere utilizzato solo per rivestire materiali conduttivi e non per materiali isolanti.
Sputtering RF
Lo sputtering a radiofrequenza (RF sputtering) è una tecnologia che utilizza ioni positivi in un plasma di scarica a radiofrequenza per bombardare il materiale target, espellere gli atomi target e depositarli sulla superficie di un substrato collegato a massa. Lo sputtering a radiofrequenza può essere utilizzato per depositare film sottili di quasi tutti i materiali solidi, inclusi conduttori, semiconduttori e isolanti. I film sottili che si ottengono sono densi, ad alta purezza e saldamente ancorati al substrato.
Sputtering a fascio ionico
Lo sputtering a fascio ionico è una tecnologia che utilizza una sorgente di ioni indipendente per generare un fascio di ioni ad alta energia, bombardando direttamente la superficie del bersaglio, in modo che gli atomi del bersaglio vengano espulsi e depositati sul substrato per formare un film sottile. La sorgente di ioni utilizza solitamente una sorgente di ioni Kaufman o una sorgente di ioni a radiofrequenza per accelerare gli ioni a un'energia più elevata.
Sputtering reattivo
Lo sputtering reattivo è una tecnologia in cui gas reattivi (come ossigeno, azoto, metano, ecc.) vengono introdotti nella camera a vuoto durante il processo di sputtering per reagire chimicamente con gli atomi target spruzzati e formare un film composto sulla superficie del substrato. Lo sputtering reattivo è ampiamente utilizzato nella preparazione di vari film composti, come ossidi, nitruri, carburi, ecc.
Magnetron che sputacchia
Lo sputtering magnetron è una tecnologia che genera un campo magnetico a circuito chiuso sulla superficie del bersaglio catodico, lo utilizza per controllare il movimento degli elettroni secondari, prolunga il loro tempo di residenza in prossimità della superficie del bersaglio, aumenta la probabilità di collisione con il gas e, di conseguenza, la densità del plasma. Può essere eseguito a una pressione di esercizio inferiore.
Sputtering DC a impulsi
Lo sputtering DC a impulsi consiste nel sovrapporre impulsi ad alta frequenza alla tensione continua. L'alimentatore emette periodicamente segnali a impulsi, fornendo al contempo un'uscita CC stabile per ridurre l'avvelenamento del target. Lo sputtering DC a impulsi è adatto ai processi di sputtering reattivo e può migliorare efficacemente la stabilità del processo di rivestimento e la qualità del film. Riduce inoltre impurità e difetti nel film.
Resa di sputtering
La resa di sputtering, nota anche come coefficiente di sputtering, si riferisce al numero medio di atomi target espulsi dalla superficie target da ogni ione incidente durante il processo di sputtering, solitamente rappresentato da Y. È un parametro importante per misurare l'efficienza del rivestimento mediante sputtering, che influenza direttamente la velocità di deposizione e i costi di preparazione del film. L'energia degli atomi espulsi varia notevolmente e solitamente la loro energia cinetica supera decine di elettronvolt (solitamente 600 eV). Circa l'uno percento degli ioni colpisce la superficie target con impatto balistico e ritorna al substrato, causando un nuovo sputtering. L'entità della resa di sputtering dipende da molti fattori, tra cui l'energia e il tipo di ioni incidenti, le proprietà del target (come massa atomica, struttura cristallina, energia di legame, ecc.) e le condizioni operative durante lo sputtering (come pressione del gas, temperatura, ecc.).
Tabella 1. Resa di sputtering di diversi materiali per energia ionica di 600 eV
La scelta dei materiali per sputtering, elemento centrale dello sputtering magnetron, determina direttamente le proprietà e il campo di applicazione del film. Diversi materiali per sputtering, grazie alle loro proprietà fisiche, chimiche ed elettriche uniche, possono produrre film con funzioni e caratteristiche differenti. Ad esempio, i materiali metallici sono spesso utilizzati per preparare film conduttivi, film decorativi metallici e rivestimenti resistenti all'usura nei dispositivi elettronici grazie alla loro buona conduttività, all'elevata velocità di sputtering e alle eccellenti proprietà meccaniche; i materiali in lega possono ottenere film con proprietà speciali regolando in modo intelligente la proporzione di diversi elementi metallici, come elevata resistenza, elevata resistenza alla corrosione o speciali proprietà elettriche e magnetiche, e sono ampiamente utilizzati in settori di fascia alta come l'industria aerospaziale e automobilistica; i materiali ceramici, con la loro elevata durezza, resistenza alle alte temperature e forte stabilità chimica, si dimostrano efficaci nella preparazione di film ottici, film isolanti e rivestimenti protettivi, fornendo un valido supporto al miglioramento delle prestazioni di strumenti ottici e apparecchiature elettroniche.
Bersaglio per sputtering di alluminio (Al)
L'alluminio è un materiale metallico ampiamente utilizzato per lo sputtering. Ha una bassa densità e una buona conduttività elettrica. La sua densità è di circa 2.7 g/cm³ e la sua conduttività a temperatura ambiente può raggiungere 3.77 × 10⁷S/m. Nel campo dei dispositivi elettronici, l'alluminio viene spesso utilizzato per preparare i cavi metallici nei circuiti integrati. I film di alluminio sono ampiamente utilizzati in strumenti ottici come telescopi e microscopi.
Bersaglio per sputtering di rame (Cu)
Il rame ha un'eccellente conduttività elettrica, con una conduttività fino a 5.96×10⁷S/m. Nei circuiti integrati di grandi dimensioni, il rame ha gradualmente sostituito l'alluminio come materiale metallico di cablaggio più diffuso grazie alle sue basse caratteristiche di resistenza. Il rame ha anche una buona conduttività termica ed elettrica, e scherma efficacemente le interferenze elettromagnetiche.
Bersaglio per sputtering di titanio (Ti)
Il titanio ha un elevato punto di fusione (1668 °C) e buone proprietà meccaniche. La sua densità è di 4.506 g/cm³, ovvero il rapporto tra resistenza e densità è elevato. La pellicola di titanio per sputtering può migliorare la resistenza all'usura, alla corrosione e alle alte temperature dei componenti. Il titanio ha anche un'eccellente biocompatibilità. La pellicola di titanio può essere utilizzata anche per rivestimenti anticorrosione.
Bersaglio per sputtering al tungsteno (W)
Il tungsteno ha un punto di fusione estremamente elevato di 3422 °C, uno dei più alti tra tutti i metalli. Questo gli conferisce un'eccellente stabilità in ambienti ad alta temperatura. Il film di tungsteno spruzzato può essere utilizzato come rivestimento protettivo ad alta temperatura. Il film di tungsteno spruzzato può essere utilizzato per rivestire gli utensili, migliorandone le prestazioni di taglio e la durata.
Bersaglio di sputtering di molibdeno (Mo)
Il molibdeno offre buone prestazioni ad alta temperatura e può mantenere elevata resistenza e stabilità anche ad alte temperature. Il molibdeno è uno dei materiali più importanti per la produzione di transistor a film sottile (TFT). Il film di molibdeno sputtered viene utilizzato come materiale per gli elettrodi e i cavi dei TFT. Nel campo delle celle solari, il film di molibdeno viene utilizzato come materiale per l'elettrodo posteriore.
Bersaglio per sputtering di cromo (Cr)
Il cromo ha un'elevata durezza, una durezza Mohs di circa 9, e una buona resistenza all'usura. La pellicola di cromo ottenuta per sputtering migliora significativamente la durezza superficiale e la resistenza all'usura dei componenti. Il cromo ha anche una buona resistenza alla corrosione e può rimanere stabile in una varietà di ambienti chimici. La pellicola di cromo ha un aspetto metallico brillante ed è spesso utilizzata per la decorazione di superfici.
Target di sputtering di platino (Pt)
Il platino possiede un'elevata stabilità chimica e un'elevata attività catalitica. Nel campo delle celle a combustibile, i catalizzatori in platino sono uno dei materiali principali delle celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC). Nel campo dei dispositivi elettronici, il platino viene spesso utilizzato per realizzare componenti elettronici di fascia alta, come elettrodi e resistori nei circuiti integrati.
Bersaglio per sputtering di zinco (Zn)
Lo zinco ha una buona resistenza alla corrosione. La spruzzatura di un film di zinco sulla superficie dell'acciaio per formare uno strato zincato è un metodo comune per la protezione dalla corrosione dell'acciaio. È ampiamente utilizzato in edilizia, automobili, ponti e altri settori. Lo zinco è il materiale dell'elettrodo negativo di batterie comuni come le batterie zinco-manganese e zinco-aria. Il film di zinco è utilizzato anche nel campo della decorazione.
Bersaglio per sputtering di rodio (Rh)
Il rodio possiede buone proprietà catalitiche e antiossidanti. Molte importanti reazioni chimiche (come le reazioni di idrogenazione e deidrogenazione nella sintesi organica) richiedono la partecipazione di catalizzatori a base di rodio. Depositando un film di rodio sulla superficie del supporto del catalizzatore, è possibile migliorarne la dispersione e l'attività catalitica, favorendo la reazione chimica.
Bersaglio per sputtering di nichel (Ni)
Il nichel ha una buona resistenza alla corrosione, può rimanere stabile in molti ambienti chimici e non si corrode facilmente. Il film di nichel può essere utilizzato per migliorare la resistenza meccanica e l'affidabilità dei componenti, e la sua buona conduttività favorisce anche la trasmissione dei segnali elettronici. I film in lega a base di nichel sono ampiamente utilizzati nella produzione di supporti di memorizzazione come hard disk e nastri magnetici.
Bersaglio per sputtering di argento (Ag)
L'argento ha la conduttività più elevata tra tutti i metalli, con una conduttività elettrica di 6.30×10⁷S/m. La pellicola d'argento ha un'altissima riflettività nelle bande del visibile e del vicino infrarosso ed è ampiamente utilizzata per realizzare riflettori di alta qualità. L'argento possiede anche buone proprietà antibatteriche, che lo rendono un materiale particolarmente utilizzato in biomedicina e nel confezionamento alimentare. Tuttavia, la stabilità chimica dell'argento è relativamente scarsa.
Obiettivo di sputtering dell'oro (Au)
L'oro ha un'elevatissima stabilità chimica, difficilmente reagisce chimicamente con altre sostanze e può mantenere buone prestazioni in diversi ambienti difficili. La sua buona conduttività e resistenza all'ossidazione lo rendono un materiale di rivestimento ideale per componenti chiave dei dispositivi elettronici. Nel settore della gioielleria, la spruzzatura di un film d'oro può ottenere un effetto decorativo simile all'oro sulla superficie di altri metalli o materiali.
Bersaglio di sputtering di tantalio (Ta)
Il tantalio ha un'eccellente stabilità chimica e mostra una buona resistenza alla corrosione nella maggior parte dei mezzi chimici, in particolare in ambienti acidi e alcalini altamente corrosivi. Il film di tantalio sputtered può fornire un'affidabile protezione dalla corrosione. Il tantalio ha anche una buona biocompatibilità. Il film di tantalio sputtered viene utilizzato anche per produrre materiali per elettrodi per condensatori al tantalio.
Bersaglio di sputtering di niobio (Nb)
La polverizzazione di film di niobio può essere utilizzata per preparare film sottili superconduttori per la fabbricazione di dispositivi superconduttori a interferenza quantistica (SQUID), filtri superconduttori, ecc. Questi dispositivi svolgono un ruolo fondamentale nella rilevazione biomedica, nelle comunicazioni, nell'informatica quantistica, ecc. La resistenza alla corrosione del niobio lo rende un materiale di rivestimento resistente alla corrosione.
Bersaglio di sputtering di palladio (Pd)
Il palladio ha buone proprietà catalitiche e viene utilizzato come catalizzatore. Lo sputtering di un film di palladio sulla superficie del materiale di supporto aumenta la superficie del palladio e ne migliora l'attività catalitica. Il palladio viene spesso utilizzato per realizzare elettrodi e materiali di collegamento per componenti elettronici. Lo sputtering di un film di palladio consente di ottenere effetti decorativi su altre superfici metalliche.
Bersaglio per sputtering di rutenio (Ru)
Lo sputtering di un film di rutenio sulla superficie del catalizzatore consente una produzione chimica più efficiente ed ecologica. Il rutenio è anche comunemente utilizzato per la produzione di componenti elettronici come resistori e condensatori. Lo sputtering di un film di rutenio o di un composto di rutenio correlato può ottimizzare le prestazioni di conversione fotoelettrica della batteria.
Bersaglio per sputtering di cobalto (Co)
Il cobalto ha buone proprietà magnetiche ed è uno degli elementi più importanti per la produzione di materiali magnetici permanenti. Il film di cobalto sputterato può essere utilizzato per la produzione di film magnetici permanenti ad alte prestazioni per micromotori, microaltoparlanti, ecc. Il cobalto è anche comunemente utilizzato per la produzione di materiali di interconnessione metallici nei circuiti integrati. Le leghe a base di cobalto presentano una certa biocompatibilità.
Bersaglio per sputtering all'iridio (Ir)
L'iridio ha un punto di fusione estremamente elevato (2446 °C) e un'elevata stabilità chimica. Il film di iridio spruzzato può fornire un'eccellente protezione alle alte temperature e resistenza alla corrosione. L'iridio viene spesso utilizzato per la produzione di componenti elettronici di fascia alta, come elettrodi e materiali di interconnessione nei circuiti integrati. L'iridio è anche un materiale importante per la realizzazione di elettrodi di riferimento.
Bersaglio per sputtering di stagno (Sn)
Lo stagno ha un basso punto di fusione (231.9 °C) e una buona duttilità. La produzione di film di stagno per sputtering può controllare accuratamente lo spessore e la composizione della lega saldante, migliorare l'affidabilità e la precisione della saldatura e soddisfare le esigenze di miniaturizzazione e confezionamento ad alta densità dei dispositivi elettronici. La produzione di film di ossido di stagno per sputtering può essere utilizzata per la produzione di film conduttivi trasparenti.
Bersaglio per sputtering di piombo (Pb)
La pellicola di piombo ottenuta per sputtering può essere utilizzata per preparare materiali di protezione dalle radiazioni per l'industria medica e nucleare, come schermi a raggi X e strati protettivi per reattori nucleari, che bloccano efficacemente i danni delle radiazioni al corpo umano e all'ambiente. La pellicola di piombo ottenuta per sputtering può ottimizzare la struttura e le prestazioni degli elettrodi.
Bersaglio di sputtering di ferro (Fe)
Le pellicole di leghe a base di ferro (come le leghe ferro-silicio e le leghe ferro-nichel) sono ampiamente utilizzate nella produzione di nuclei di trasformatori, componenti di induttori, ecc. La polverizzazione di pellicole di leghe a base di ferro può controllare con precisione i parametri magnetici della pellicola (come permeabilità magnetica, coercività, ecc.) e migliorare le prestazioni dei componenti magnetici.
Bersaglio per sputtering di zirconio (Zr)
Il film di zirconio spruzzato può proteggere le apparecchiature dalla corrosione causata da acidi forti, alcali forti e altri agenti corrosivi, migliorandone l'affidabilità e la durata. Lo zirconio ha una piccola sezione d'urto di assorbimento dei neutroni termici ed è un importante materiale di rivestimento per le barre di combustibile dei reattori nucleari.
Bersaglio di sputtering di afnio (Hf)
Il film di afnio spruzzato può essere utilizzato come rivestimento protettivo ad alta temperatura per proteggere i componenti da danni in ambienti con temperature estremamente elevate. Nell'industria nucleare, l'afnio ha una forte capacità di assorbimento dei neutroni termici ed è un materiale importante per le barre di controllo dei reattori nucleari.
Bersaglio di sputtering di indio (In)
Il film di indio sputterato può garantire una connessione affidabile tra i componenti elettronici, particolarmente adatto per il packaging di componenti elettronici in ambienti a bassa temperatura. L'ossido di indio e stagno (ITO) è un importante materiale conduttivo trasparente. Il film di ITO sputterato (contenente indio) può essere utilizzato per preparare elettrodi e touch screen per display.
Bersaglio di sputtering al gallio (Ga)
I materiali semiconduttori a base di gallio (come l'arseniuro di gallio GaAs e il nitruro di gallio GaN) sono ampiamente utilizzati nella produzione di dispositivi elettronici ad alta frequenza e alta velocità e di dispositivi optoelettronici. Lo sputtering di film di gallio o di composti di gallio correlati può preparare lo strato chiave dei dispositivi semiconduttori.
Bersaglio di sputtering MgF₂
Il fluoruro di magnesio ha un basso indice di rifrazione e una buona trasmissione luminosa. La pellicola di MgF₂ ottenuta per sputtering può ridurre la luce riflessa sulla superficie dei componenti ottici e viene utilizzata in strumenti ottici come lenti per occhiali, obiettivi per fotocamere e telescopi. La pellicola di MgF₂ può essere utilizzata per i rivestimenti ottici dei dispositivi laser per migliorarne l'efficienza di uscita.
Bersaglio di sputtering Al-Cu
L'alluminio-rame combina la leggerezza dell'alluminio con l'elevata conduttività del rame. Il film di Al-Cu sputtered viene utilizzato come materiale metallico per i cablaggi nei circuiti integrati. La sua buona conduttività e le proprietà anti-elettromigrazione garantiscono la trasmissione stabile dei segnali elettronici e sono adatte alla produzione di chip ad alte prestazioni.
Bersaglio per sputtering Ti-Al
Il titanio-alluminio ha un alto punto di fusione, una bassa densità e buone prestazioni ad alta temperatura. Il film di lega Ti-Al ottenuto per sputtering può essere utilizzato come rivestimento protettivo ad alta temperatura per migliorare la resistenza all'ossidazione e all'usura dei componenti ad alte temperature. Nell'industria automobilistica, il film di lega Ti-Al può essere utilizzato per produrre rivestimenti superficiali per valvole, pistoni e altri componenti del motore.
Bersaglio di sputtering Cu-Ni
La lega di rame-nichel offre una buona conduttività e prestazioni di resistenza stabili. La pellicola Cu-Ni ottenuta per sputtering può controllare con precisione il valore di resistenza e il coefficiente di temperatura del componente. La lega Cu-Ni ha un'eccellente resistenza alla corrosione in acqua di mare e la pellicola Cu-Ni ottenuta per sputtering può essere utilizzata per la protezione superficiale di scafi di navi, condotte e altri componenti.
Bersaglio di sputtering Fe-Ni
La lega Fe-Ni ha un'elevata permeabilità magnetica e una bassa coercività ed è ampiamente utilizzata nella produzione di nuclei di trasformatori, materiali di schermatura magnetica, sensori magnetici, ecc. Tramite lo sputtering di film Fe-Ni è possibile preparare film magnetici ultrasottili, adatti per dispositivi microelettronici e componenti magnetici ad alta frequenza.
Bersaglio per sputtering Co-Cr
Il cobalto-cromo presenta una buona resistenza all'usura, alla corrosione e alla biocompatibilità. La pellicola di lega Co-Cr ottenuta per sputtering può migliorare la durezza superficiale e la resistenza all'usura del dispositivo. Nel settore aerospaziale, la pellicola di lega Co-Cr può essere utilizzata per produrre rivestimenti superficiali per cuscinetti motore, ingranaggi e altri componenti.
W - Mo Sputtering Target
Il tungsteno-molibdeno ha un alto punto di fusione, una buona resistenza alle alte temperature e una buona conduttività, ed è spesso utilizzato per produrre materiali catodici e anodici per tubi elettronici ad alta temperatura, tubi a raggi X e altre apparecchiature. La sputtering di un film di lega W-Mo può migliorare la resistenza alle alte temperature e l'efficienza di emissione di elettroni dell'elettrodo.
Bersaglio di sputtering Al-Si
L'alluminio-silicio viene spesso utilizzato per produrre rivestimenti superficiali per cilindri, pistoni e altri componenti del motore. Lo sputtering di film di Al-Si può migliorare la resistenza all'usura e alla corrosione dei componenti. Nel campo del packaging elettronico, il film di lega Al-Si può essere utilizzato come rivestimento superficiale per i materiali di imballaggio.
Bersaglio per sputtering Ti-Ni
Titanio-nichel-oro è una lega a memoria di forma con un effetto memoria di forma unico e superelasticità. Viene spesso utilizzata per la produzione di strumenti ortopedici, apparecchi ortodontici, ecc. La pellicola di lega Ti-Ni ottenuta per sputtering può essere utilizzata per realizzare dispositivi medici con funzione di memoria di forma.
Bersaglio di sputtering CIGS
Il seleniuro di rame, indio e gallio è un importante materiale semiconduttore. Il film CIGS per sputtering viene utilizzato per preparare lo strato di assorbimento delle celle solari. Il controllo preciso dei parametri tecnici di sputtering consente di ottimizzare le proprietà elettriche e ottiche del film e migliorare l'efficienza di conversione dell'energia solare.
Bersaglio di sputtering SiO₂
Il biossido di silicio ha un buon isolamento, buona trasmissione luminosa e stabilità chimica, ed è spesso utilizzato per produrre pellicole antiriflesso e pellicole ad alta riflessione per lenti ottiche. La sputtering di film di SiO₂ può ridurre la riflessione della luce e migliorare la trasmissione luminosa delle lenti. È ampiamente utilizzato in strumenti ottici come occhiali e obiettivi per fotocamere.
Bersaglio di sputtering TiN
Il nitruro di titanio presenta elevata durezza, elevata resistenza all'usura, buona conduttività e un aspetto dorato. Gli utensili rivestiti con film di TiN offrono eccellenti prestazioni di taglio. I film di TiN possono essere utilizzati come materiali per elettrodi e come barriere alla diffusione. La loro buona conduttività e stabilità soddisfano le esigenze dei dispositivi.
Bersaglio di sputtering SiC
Il carburo di silicio presenta elevata durezza, elevato punto di fusione, buona conduttività termica e proprietà semiconduttive. I film di SiC ottenuti per sputtering possono essere utilizzati per preparare strati epitassiali e strati tampone per dispositivi. I film di SiC possono essere utilizzati per rivestimenti superficiali di componenti come utensili e cuscinetti, migliorandone la resistenza all'usura e la durata. I film di SiC possono essere utilizzati come rivestimento di protezione termica per i veicoli spaziali.
Bersaglio di sputtering di ZnO
L'ossido di zinco ha buone proprietà semiconduttive, piezoelettriche e ottiche. Il film di ZnO può essere utilizzato per realizzare varistori, transistor a film sottile, ecc. Il film di ZnO ha una buona trasmissione della luce nella banda ultravioletta e può essere utilizzato per realizzare dispositivi optoelettronici come rilevatori di ultravioletti e diodi a emissione luminosa. Il film di ZnO può essere utilizzato per realizzare sensori di gas, sensori di umidità, ecc.
Bersaglio sputtering ITO
L'ossido di indio e stagno è un materiale conduttivo trasparente con elevata trasmittanza e alta conduttività. Nel campo dei display, il film ITO è un materiale chiave per touchscreen, display a cristalli liquidi e altri dispositivi. Nel campo della schermatura elettromagnetica, il film ITO può essere utilizzato per realizzare materiali schermanti elettromagnetici trasparenti, adatti per i vetri di apparecchiature elettroniche di precisione.
Bersaglio di sputtering AlN
Il nitruro di alluminio presenta un'elevata conduttività termica, un buon isolamento e una resistenza alle alte temperature. Il film di AlN può essere utilizzato come strato isolante ad alta conduttività termica. L'AlN possiede eccellenti proprietà piezoelettriche e può essere utilizzato per la produzione di dispositivi a onde acustiche di superficie (SAW), dispositivi a onde acustiche di massa (BAW), ecc., ed è ampiamente utilizzato nei settori delle comunicazioni, della radaristica e in altri settori.
Bersaglio di sputtering TiC
Il carburo di titanio presenta durezza, resistenza all'usura e punto di fusione estremamente elevati. Le prestazioni di taglio degli utensili rivestiti con film di TiC sono migliori rispetto a quelle degli utensili tradizionali. Il film di TiC può essere utilizzato per il rivestimento superficiale degli stampi, migliorandone la resistenza all'usura e il grippaggio. Il film di TiC può essere utilizzato come rivestimento protettivo per componenti ad alta temperatura, per resistere all'usura da attrito e alle alte temperature.
Bersaglio di sputtering di TiO₂
Il biossido di titanio possiede eccellenti proprietà ottiche, fotocatalitiche e stabilità chimica. I film di TiO₂ possono essere utilizzati come rivestimenti per componenti ottici, come film ad alta riflessione e filtri interferenziali. I film di TiO₂ ottenuti per sputtering possono essere utilizzati per preparare materiali autopulenti, come vetri e piastrelle autopulenti.
Bersaglio di sputtering ZrO₂
L'ossido di zirconio ha un alto punto di fusione, un'elevata durezza e buone proprietà di cambiamento di fase. La polverizzazione di film di ZrO₂ può migliorare ulteriormente le proprietà superficiali dei materiali ceramici. Il film di ZrO₂ ha una bassa conduttività termica e un alto punto di fusione. La zirconia ha una buona biocompatibilità e resistenza alla corrosione e può essere utilizzata per realizzare articolazioni artificiali, restauri dentali, ecc.
BN Sputtering Target
Il nitruro di boro presenta strutture come il nitruro di boro esagonale (h-BN) e il nitruro di boro cubico (c-BN). L'h-BN ha buone proprietà lubrificanti, resistenza alle alte temperature e proprietà isolanti. Il film di h-BN può essere utilizzato come rivestimento lubrificante ad alta temperatura. Il c-BN ha una durezza e una resistenza all'usura estremamente elevate, simili a quelle del diamante. Il film di BN può essere utilizzato come strato isolante e strato di dissipazione del calore.
Bersaglio di sputtering BaTiO₃
Il titanato di bario è un importante materiale ferroelettrico con elevata costante dielettrica e buone proprietà ferroelettriche. Viene spesso utilizzato per la produzione di condensatori ceramici, memorie ferroelettriche, ecc. Lo sputtering di film di BaTiO₃ può preparare film dielettrici ad alte prestazioni, migliorando la capacità dei condensatori e le prestazioni di memorizzazione delle memorie ferroelettriche.
Bersaglio di sputtering SnO₂
L'ossido di stagno ha una buona conduttività, trasmissione luminosa e stabilità chimica. Nel campo dei sensori di gas, il film di SnO₂ è un materiale sensibile ai gas comunemente utilizzato, con un'elevata sensibilità a una varietà di gas riducenti (come metano, propano, idrogeno, ecc.). Il film di SnO₂ può essere utilizzato come elettrodo trasparente per celle solari, come film termoriflettente per il vetro, ecc.
Bersaglio di sputtering LiNbO₃
Il niobato di litio presenta buone proprietà piezoelettriche, elettroottiche e ottiche non lineari. Il film di LiNbO₃ può essere utilizzato per la produzione di guide d'onda ottiche, modulatori ottici e altri dispositivi, ed è un materiale chiave nei sistemi di comunicazione ottica. Il film di LiNbO₃ può essere utilizzato per la produzione di dispositivi a onde acustiche di superficie e materiali ottici non lineari.
Bersaglio di sputtering SiC
Il carburo di silicio presenta elevata durezza, elevato punto di fusione, buona conduttività termica e proprietà semiconduttive. Lo sputtering di film di SiC può preparare lo strato epitassiale e lo strato tampone del dispositivo, adatti alla produzione di dispositivi a radiofrequenza, ecc. Il film di SiC può essere utilizzato come rivestimento di protezione termica per veicoli spaziali.
Bersaglio di sputtering Ga₂O₃
L'ossido di gallio è un materiale semiconduttore ad ampio bandgap con eccellente intensità del campo di breakdown e conduttività termica. Il film di Ga₂O₃ può essere utilizzato per produrre dispositivi di potenza ad alta tensione come diodi a barriera Schottky, transistor a effetto di campo metallo-ossido-semiconduttore, ecc. Il film di Ga₂O₃ può essere utilizzato per produrre rilevatori di ultravioletti, ecc.
Bersaglio di sputtering In₂O₃
L'ossido di indio ha una buona conduttività e trasmissione luminosa, ed è spesso drogato con stagno per formare ITO (ossido di indio e stagno). Il film di In₂O₃ può essere utilizzato per lo strato di vetro delle celle solari, gli elettrodi trasparenti dei display, ecc. Il film di In₂O₃ è sensibile ad alcuni gas (come monossido di carbonio, etanolo, ecc.) e i sensori di gas possono essere preparati mediante sputtering.
Bersaglio di sputtering MgO
L'ossido di magnesio offre un buon isolamento, resistenza alle alte temperature e stabilità chimica. Il film di MgO può essere utilizzato come strato protettivo per i pannelli di display al plasma (PDP). Il film di MgO può essere utilizzato come coadiuvante di sinterizzazione per materiali ceramici per migliorarne la microstruttura e le proprietà meccaniche. Il film di MgO per sputtering può migliorare la dispersione e la stabilità dei catalizzatori e potenziarne l'attività catalitica.
Bersaglio di sputtering Al₂O₃
L'allumina presenta elevata durezza, elevato punto di fusione, buon isolamento e resistenza alla corrosione. La polverizzazione di un film di Al₂O₃ può migliorare la durezza superficiale e la resistenza all'usura dei materiali ceramici. Il film di Al₂O₃ può essere utilizzato come strato isolante, protettivo, ecc. Il film di Al₂O₃ può essere utilizzato come rivestimento superficiale per articolazioni artificiali, impianti ortopedici, ecc.
Bersaglio di sputtering Si₃N₄
Il nitruro di silicio presenta elevata resistenza, elevata durezza, buona resistenza alle alte temperature e proprietà isolanti. I film di Si₃N₄ ottenuti per sputtering possono proteggere la superficie dei dispositivi a semiconduttore. I film di Si₃N₄ ottenuti per sputtering possono inoltre ottimizzare ulteriormente le proprietà superficiali della ceramica. I film di Si₃N₄ possono essere utilizzati come materiali di rivestimento per film ottici per regolare l'indice di rifrazione e la riflettività dei componenti ottici.
Bersaglio di sputtering ZnS
Il solfuro di zinco ha una buona trasmissione luminosa. Il film di ZnS è un importante materiale per finestre e lenti a infrarossi, ampiamente utilizzato nella rilevazione a infrarossi, nella termografia e in altre apparecchiature. Il film di ZnS può essere utilizzato come materiale di rivestimento per pellicole antiriflesso e filtri per ottimizzare le prestazioni dei componenti ottici. Inoltre, lo ZnS può essere utilizzato per produrre diodi a emissione luminosa, fosfori, ecc.
Bersaglio per sputtering Ni-Cr
La pellicola in lega Ni-Cr per sputtering può migliorare l'efficienza di riscaldamento e la durata degli elementi riscaldanti elettrici. La pellicola in lega Ni-Cr può essere utilizzata come materiale per resistori con un basso coefficiente di temperatura di resistenza e una buona stabilità. La lega Ni-Cr ha una certa biocompatibilità e può essere utilizzata per produrre rivestimenti superficiali per articolazioni artificiali, strumenti dentali, ecc.
Bersaglio per sputtering di ZnSe
Il seleniuro di zinco ha un'eccellente trasmissione della luce nella banda infrarossa. Il film di ZnSe viene spesso utilizzato per la produzione di componenti ottici come lenti e prismi a infrarossi, ed è adatto per apparecchiature come laser ad anidride carbonica e telerilevamento a infrarossi. Lo ZnSe è un semiconduttore composto II-VI che può essere utilizzato per la produzione di dispositivi optoelettronici come i diodi a emissione di luce blu.
Bersaglio di sputtering InP
Il fosfuro di indio è un importante semiconduttore composto III-V con elevata mobilità elettronica e buone proprietà ottiche. I film di InP possono essere utilizzati per la produzione di dispositivi optoelettronici come laser e fotorivelatori. L'InP può essere utilizzato per la produzione di dispositivi a radiofrequenza a microonde, utilizzati in radar, comunicazioni e altri settori.
Bersaglio di sputtering LiTaO₃
Il tantalato di litio possiede eccellenti proprietà piezoelettriche, elettroottiche e piroelettriche. Il film di LiTaO₃ può essere utilizzato per produrre dispositivi a onde acustiche di superficie (SAW), utilizzati in comunicazioni, radar, contromisure elettroniche, ecc. Il film di LiTaO₃ può essere utilizzato come materiale per modulatori elettroottici, rilevatori a infrarossi, sensori di temperatura, ecc.
Bersaglio di sputtering VN
Il nitruro di vanadio presenta elevata durezza, elevata resistenza all'usura e buona conduttività. Gli utensili rivestiti con film VN possono migliorare le prestazioni di taglio e la durata degli utensili. Il film VN ha un aspetto che va dal dorato al grigio scuro e può essere utilizzato per la decorazione superficiale. Il film VN può essere utilizzato come barriera alla diffusione e come materiale per elettrodi.
Vantaggi del rivestimento a sputtering
Ampia adattabilità dei materiali
Il rivestimento mediante sputtering può rivestire quasi tutti i materiali solidi, inclusi metalli, leghe, composti, semiconduttori, ecc., senza essere limitato dal punto di fusione, dalla conduttività e da altre proprietà del materiale. Ad esempio, per metalli con un alto punto di fusione come tungsteno e molibdeno, nonché composti isolanti come biossido di silicio e ossido di alluminio, può soddisfare le esigenze di vari film di materiali in diversi settori.
Prestazioni eccellenti del film sottile
Il film preparato mediante rivestimento a sputtering presenta un'elevata densità e una buona adesione. Grazie all'elevata energia degli atomi spruzzati, questi possono interagire fortemente con il substrato quando vengono depositati sulla sua superficie, formando un legame forte e riducendo il rischio di distacco tra il film e il substrato. Allo stesso tempo, il film presenta una buona uniformità di composizione, lo spessore può essere controllato con precisione e l'errore può essere controllato a livello nanometrico.
Capacità di rivestimento a bassa temperatura
Rispetto ad alcune tecnologie di rivestimento che richiedono ambienti ad alta temperatura (come la deposizione chimica da vapore), il rivestimento mediante sputtering può essere eseguito a temperature inferiori e la temperatura del substrato può solitamente essere controllata in un intervallo che va da temperatura ambiente a diverse centinaia di gradi Celsius. Questa caratteristica rende il rivestimento mediante sputtering adatto a materiali di substrato sensibili alla temperatura, come plastica, polimeri, wafer semiconduttori, ecc.
Forte controllabilità
I parametri del rivestimento mediante sputtering (come potenza di sputtering, pressione del gas, distanza target-substrato, temperatura del substrato, ecc.) possono essere controllati con precisione per regolare efficacemente la composizione, la struttura, lo spessore, le prestazioni, ecc. del film. Questa buona controllabilità consente la produzione in serie del rivestimento mediante sputtering, garantendo elevata ripetibilità e stabilità. Ad esempio, è possibile preparare un film con un indice di rifrazione e uno spessore specifici.
Applicazione del rivestimento mediante sputtering
Nel campo dell'informazione elettronica, il rivestimento magnetron è una tecnologia chiave per la preparazione di strati di interconnessione metallica e strati dielettrici nella produzione di chip, supportando lo sviluppo di dispositivi a semiconduttore verso la miniaturizzazione e l'elevata integrazione. Nel campo delle nuove energie, fornisce uno strato protettivo per la superficie degli elettrodi delle batterie agli ioni di litio, migliorandone il ciclo di vita e la sicurezza e promuovendo il progresso dei veicoli elettrici e delle tecnologie di accumulo di energia. In campo aerospaziale, il rivestimento isolante termico sulla superficie dei veicoli spaziali e la pellicola riflettente delle antenne satellitari si basano tutti sul rivestimento magnetron per garantire un funzionamento stabile in ambienti estremi. Nel campo della biomedicina, rivestendo la superficie dei dispositivi medici impiantabili con pellicole biocompatibili, è possibile ridurre efficacemente la reazione di rigetto dell'organismo, consentendo ad articolazioni artificiali, stent cardiaci e altre apparecchiature di servire i pazienti in modo più sicuro.
Campo dell'elettronica e dei semiconduttori
Nei circuiti integrati, lo sputtering viene utilizzato per preparare strutture chiave come il cablaggio metallico, gli elettrodi di gate e gli strati di contatto. Ad esempio, film metallici come alluminio e rame vengono depositati sulla superficie dei wafer semiconduttori tramite sputtering e fungono da cablaggio conduttivo per la trasmissione dei segnali elettronici; film isolanti come biossido di silicio e nitruro di silicio fungono da strati isolanti interstrato e da strati di passivazione per ottenere l'isolamento elettrico e la protezione dei dispositivi. L'elevata precisione e l'elevata uniformità dello sputtering possono soddisfare le esigenze di una continua riduzione delle dimensioni e di una maggiore integrazione dei circuiti integrati, e rappresentano uno dei processi chiave nella produzione di chip. Nei dispositivi di visualizzazione a schermo piatto come i display a cristalli liquidi (LCD) e i display a diodi organici a emissione di luce (OLED), lo sputtering viene utilizzato per preparare film conduttivi trasparenti (come i film ITO), materiali per elettrodi, strati isolanti, ecc.
Campo ottico
Lo sputtering è ampiamente utilizzato nella preparazione di vari film ottici, come film antiriflesso, film ad alta riflessione, filtri, ecc. I film antiriflesso (come i film di biossido di silicio e fluoruro di magnesio) vengono utilizzati per ridurre la riflessione della luce sulla superficie dei componenti ottici e migliorarne la trasmissione luminosa. Sono utilizzati in occhiali, obiettivi per fotocamere, telescopi, ecc. I film ad alta riflessione (come i film di alluminio, argento e oro) vengono utilizzati per riflettere la luce di specifiche lunghezze d'onda e per produrre riflettori, risonatori laser, ecc. I filtri vengono utilizzati per trasmettere o riflettere selettivamente la luce di specifiche lunghezze d'onda attraverso la combinazione di più strati di film sputterati. Sono utilizzati nell'analisi spettrale, nelle comunicazioni e in altri campi. Il rivestimento mediante sputtering viene utilizzato per preparare film per finestre ottiche a infrarossi, lenti, prismi e altri dispositivi. Film come il solfuro di zinco e il seleniuro di zinco presentano una buona trasmissione infrarossa.
Settore aerospaziale ed energetico
I componenti dei motori e le strutture dei veicoli spaziali in ambito aerospaziale devono resistere ad ambienti estremi come alte temperature, alta pressione e corrosione. Rivestimenti protettivi ad alta temperatura (come film di tungsteno, molibdeno e ossido di zirconio), rivestimenti resistenti all'usura (come film di carburo di silicio) e rivestimenti anticorrosivi (come film di alluminio e cromo) preparati mediante sputtering possono proteggere efficacemente questi componenti e migliorarne l'affidabilità e la durata. Ad esempio, il rivestimento barriera termico (a base di zirconia) sulla superficie delle pale delle turbine può ridurre la temperatura delle pale e prevenire danni da alte temperature.
Celle Fotovoltaiche
Nella produzione di celle solari, il rivestimento mediante sputtering viene utilizzato per preparare materiali per elettrodi, strati di assorbimento, strati finestra, ecc. Ad esempio, film sottili di seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS) vengono depositati mediante sputtering come strato di assorbimento delle celle solari, assorbendo efficacemente la luce solare e convertendola in energia elettrica; film metallici come alluminio e argento vengono utilizzati come elettrodi posteriori e anteriori per raccogliere e trasmettere corrente; film conduttivi trasparenti come ossido di zinco e ossido di indio vengono utilizzati come strati finestra per consentire alla luce di penetrare nello strato di assorbimento mentre esporta corrente. Il rivestimento mediante sputtering può migliorare l'efficienza di conversione fotoelettrica e la stabilità delle celle solari e promuovere lo sviluppo del settore dell'energia solare.
Medicale
Sulla superficie di dispositivi medici come articolazioni artificiali, impianti dentali e stent cardiaci, le pellicole biocompatibili (come quelle in titanio, nitruro di titanio e ossido di zirconio) preparate mediante sputtering possono migliorare le proprietà superficiali del dispositivo, aumentarne la compatibilità con i tessuti umani, ridurre le reazioni di rigetto e favorire la guarigione dei tessuti. Ad esempio, le articolazioni artificiali rivestite con pellicole di titanio presentano una buona biocompatibilità e resistenza all'usura, il che può migliorare la durata delle articolazioni e la qualità della vita dei pazienti.
Biosensori
Il rivestimento mediante sputtering viene utilizzato per preparare materiali per elettrodi e film sensibili per biosensori. Film metallici come oro e platino vengono utilizzati come elettrodi per fornire un'interfaccia elettrochimica stabile; film di composti specifici (come biossido di titanio e nitruro di boro) vengono utilizzati come film sensibili per identificare specificamente molecole biologiche (come proteine, DNA, glucosio, ecc.), ottenendo un rilevamento ad alta sensibilità di campioni biologici e sono utilizzati nella diagnosi medica, nell'analisi biologica e in altri campi.
Conclusione
In quanto importante tecnologia di deposizione fisica da vapore, il rivestimento mediante sputtering svolge un ruolo insostituibile in molti settori, come l'elettronica e i semiconduttori, l'ottica, la decorazione e la protezione, l'aerospaziale, l'energia, la biomedicina, ecc., grazie alla sua ampia adattabilità ai materiali, alle eccellenti prestazioni dei film sottili, alla capacità di rivestimento a bassa temperatura, alla buona copertura dei gradini e al processo controllabile. Il principio di base è che il rivestimento mediante sputtering bombarda il materiale bersaglio con ioni ad alta energia per far sì che gli atomi fuoriescano e si depositino in un film. Il processo coinvolge molteplici meccanismi, come la generazione di ioni, l'accelerazione, il trasferimento di quantità di moto e la deposizione atomica. Dopo anni di sviluppo, il rivestimento mediante sputtering ha derivato diverse tipologie, come lo sputtering a corrente continua (DC), lo sputtering a radiofrequenza (RF), lo sputtering reattivo, lo sputtering a magnetron, lo sputtering a fascio ionico, lo sputtering a corrente continua pulsata (DC pulsata), ecc.