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Laboratorio Deposizione Film Sottili: Sputtering

In questa tecnica di deposizione, un target (anodo) costituito dal materiale da evaporare viene bombardato con ioni di gas inerte (Ar). La maggior parte dell'energia legata a questo processo si traduce in un riscaldamrento del target (incremento dell'agitazione termica degli atomi del target), ma in alcuni casi l'energia trasferita a seguito dell'urto con uno ione del gas potrà tradursi in una espulsione dell'atomo stesso dal target. Il materiale rimosso dal target potrà a questo punto essere raccolto su un supporto (substrato) posto in una appropriata posizione e distanza rispetto al target in modo da formare una sottile pellicola (film) del materiale del target.

Impianto per sputtering depositionImpianto per sputtering deposition

È un processo che può essere applicato a qualsiasi materiale, compresi quelli con pressioni di vapore molto basse. Data la natura “atomica” della crescita del film sul substrato, questa tecnica può produrre spessori di rivestimento anche molto piccoli.
L’apparato sperimentale per la deposizione mediante sputtering è composto da una camera da vuoto provvista di una pompa turbomolecolare in serie ad una pompa rotativa le pressioni raggiungibili con tale sistema sono dell’ordine di 10-6 mBarr.
I processi di sputtering avvengono in atmosfera controllata da un Residual Gas Analyzer.
Inoltre la camera è dotata di 2 sorgenti di sputtering: una in "dc" da 500W e l'altra a "RF" da 150 W per deposizione di campioni metallici ed isolanti.
Il sistema prevede anche l’utilizzo di gas che consentono la realizzazione di processi reattivi (O2, N2).
Questa tecnica di deposizione è stata impiegata per la deposizione di film di niobio Nb, materiale superconduttore con Tc=9.1K, e nitruro di niobio NbN (Tc=18K) e ancora più recentemente per la realizzazione e lo studio di film sottili del bi-boruro di magnesio (MgB2, Tc=39K).