4.8: Aplicación de Metal/Sputtering

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Un sistema de pulverización catódica se muestra esquemáticamente en la Figura\(\PageIndex{1}\). Un sistema de pulverización catódica es una cámara de vacío, que después de ser bombeada, se rellena con un gas argón a baja presión. Un alto voltaje ioniza el gas, y crea lo que se conoce como el espacio oscuro de Crookes cerca del cátodo, que en nuestro caso consiste en un blanco metálico hecho del metal que queremos depositar. Casi todo el potencial de la fuente de alto voltaje aparece a través del espacio oscuro. (La descarga incandescente consiste en iones de argón y electrones que han sido despojados de ellos. Dado que hay aproximadamente el mismo número de iones y electrones, la densidad de carga neta es de aproximadamente cero, y por lo tanto, según la ley de Gauss, también lo es el campo).

Una fuente de voltaje está conectada a un objetivo metálico, con la ionización del voltaje del gas argón creando una región del Espacio Oscuro de Crooke en una dirección cerca del objetivo, así como una descarga incandescente ligeramente más lejos del objetivo. Los sustratos se colocan a cierta distancia del objetivo, en la dirección en la que viajan el Espacio Oscuro de Crooke y la descarga incandescente.

El campo eléctrico acelera los átomos de argón que chocan contra el blanco de aluminio. Hay un intercambio de impulso, y un átomo de aluminio es expulsado del objetivo (Figura\(\PageIndex{2}\)) y se dirige a la oblea de silicio, donde se pega, y construye una película metálica (Figura\(\PageIndex{3}\)).

Un objetivo de aluminio se encuentra en la parte superior de la imagen y un campo eléctrico apunta hacia arriba hacia ella. El campo eléctrico propulsa iones argón hacia el objetivo, desplazando algunos átomos de aluminio que se mueven hacia abajo, en la dirección opuesta al argón.

Toda la parte superior del conjunto de oblea de la Figura 14 de la sección anterior está recubierta con una capa de metal.

Si miras Figura\(\PageIndex{3}\), notará que aparentemente hemos hecho algo bastante estúpido. ¡Hemos conectado todos los elementos de nuestro inversor CMOS juntos! Ah, pero no todo está perdido. Podemos hacer un paso fotolitográfico más, y modelar y aguafuerte el aluminio, así solo lo tenemos donde lo necesitamos. Esto se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\).

La oblea de la Figura 3 anterior tiene removidas las porciones de su recubrimiento metálico que cubren la capa de óxido subyacente.