Lo sputtering a radiofrequenza (RF) è una tecnica utilizzata per creare film sottili, come quelli che si trovano nell’industria dei computer e dei semiconduttori. Come lo sputtering in corrente continua (DC), questa tecnica prevede l’esecuzione di un’onda energetica attraverso un gas inerte per creare ioni positivi. Il materiale bersaglio, che alla fine diventerà il rivestimento a film sottile, viene colpito da questi ioni e frammentato in uno spruzzo sottile che copre il substrato, la base interna del film sottile. Lo sputtering RF differisce dallo sputtering CC nella tensione, nella pressione del sistema, nel modello di deposizione dello sputtering e nel tipo ideale di materiale target.
Durante il processo di sputtering, il materiale target, il substrato e gli elettrodi RF iniziano in una camera a vuoto. Successivamente, il gas inerte, che di solito è argon, neon o krypton, a seconda delle dimensioni delle molecole del materiale bersaglio, viene diretto nella camera. La fonte di alimentazione RF viene quindi accesa, inviando onde radio attraverso il plasma per ionizzare gli atomi di gas. Una volta che gli ioni iniziano a entrare in contatto con il materiale bersaglio, questo viene suddiviso in piccoli pezzi che viaggiano verso il substrato e iniziano a formare un rivestimento.
Poiché lo sputtering RF utilizza onde radio invece di una corrente di elettroni diretta, ha requisiti ed effetti diversi sul sistema di sputtering. Ad esempio, i sistemi CC richiedono tra 2,000 e 5,000 volt, mentre i sistemi RF richiedono fino a 1012 volt per ottenere la stessa velocità di deposizione di sputtering. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che i sistemi DC comportano il bombardamento diretto degli atomi di plasma di gas da parte di elettroni, mentre i sistemi RF utilizzano energia per rimuovere gli elettroni dai gusci elettronici esterni degli atomi di gas. La creazione delle onde radio richiede più potenza in ingresso per ottenere lo stesso effetto di una corrente di elettroni. Mentre un effetto collaterale comune dello sputtering DC comporta un accumulo di carica sul materiale target dall’elevato numero di ioni nella camera, il surriscaldamento è il problema più comune con i sistemi RF.
Come risultato del diverso metodo di alimentazione, il plasma di gas inerte in un sistema RF può essere mantenuto a una pressione molto più bassa, inferiore a 15 mTorr, rispetto ai 100 mTorr necessari per ottimizzare lo sputtering CC. Ciò consente un minor numero di collisioni tra le particelle del materiale target e gli ioni del gas, creando un percorso più diretto per il viaggio delle particelle verso il materiale del substrato. La combinazione di questa pressione ridotta, insieme al metodo di utilizzo delle onde radio invece di una corrente continua per la fonte di alimentazione, rende lo sputtering RF ideale per materiali target che hanno qualità isolanti.