La pulverización es un método para depositar capas muy delgadas de un material sobre una superficie bombardeando un material fuente en una cámara sellada con electrones u otras partículas energéticas para expulsar átomos de la fuente como una forma de aerosol que luego se asienta sobre todas las superficies de la cámara. . El proceso puede depositar capas extremadamente finas de películas hasta la escala atómica, pero también tiende a ser lento y se utiliza mejor para áreas de superficie pequeñas. Las aplicaciones incluyen el recubrimiento de muestras biológicas para la obtención de imágenes en microscopios electrónicos de barrido (SEM), la deposición de películas delgadas en la industria de los semiconductores y la deposición de recubrimientos para dispositivos electrónicos miniaturizados. La industria de la nanotecnología en la investigación de la medicina, la informática y la ciencia de los materiales a menudo se basa en la deposición catódica para diseñar nuevos compuestos y dispositivos a escala nanométrica, o una mil millonésima parte de un metro.
Varios tipos diferentes de métodos de pulverización catódica son de uso común, incluida la pulverización catódica de flujo de gas, reactivo y magnetrón. La pulverización catódica asistida por iones y por haz de iones también se usa ampliamente debido a la variedad de productos químicos que pueden existir en un estado iónico. La pulverización catódica de magnetrón se divide en aplicaciones de corriente continua (CC), corriente alterna (CA) y radiofrecuencia (RF).
La pulverización catódica con magnetrón funciona colocando un campo magnético alrededor del material fuente que se utilizará para la deposición de capas sobre el objetivo. Luego, la cámara se llena con un gas inerte, como argón. Como el material fuente se carga eléctricamente con corriente alterna o continua, los electrones expulsados quedan atrapados en el campo magnético y eventualmente interactúan con el gas argón en la cámara para crear iones energéticos compuestos tanto de argón como del material fuente. Estos iones luego escapan del campo magnético e impactan el material objetivo, depositando lentamente una fina capa de material fuente sobre su superficie. La pulverización catódica de RF se utiliza en este caso para depositar varias variedades de películas de óxido sobre objetivos aislantes variando la polarización eléctrica entre el objetivo y la fuente a un ritmo rápido.
La pulverización catódica con haz de iones funciona sin que la fuente necesite un campo magnético. Los iones que se expulsan del material fuente interactúan con los electrones de una fuente secundaria de modo que bombardean el objetivo con átomos neutros. Esto hace que un sistema de pulverización catódica de iones sea capaz de recubrir tanto el material objetivo conductor como el aislante y las piezas, como los cabezales de película delgada para discos duros de computadora.
Las máquinas de pulverización catódica reactiva se basan en reacciones químicas entre el material objetivo y los gases que se bombean al vacío de la cámara. El control directo de las capas de deposición se realiza alterando la presión y las cantidades de gases en la cámara. Las películas utilizadas en componentes ópticos y células solares a menudo se fabrican en pulverización catódica reactiva, ya que la estequiometría o las velocidades de reacción química se pueden controlar con precisión.