Desenvolvimento de um sistema a jato de plasma obtido em cátodo oco para deposição de filmes finos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Foi construído e testado um novo sistema de jato a plasma obtido por descarga em catado oco. O sistema usado para deposição de filmes finos é formado de um catado oco, que trabalha a altas pressões (aproximadamente 1 a 5 mbar), fonte DC (0 a 1200 V), câmara cilíndrica de borossilicato fechada por flages de aço inox. No flange superior está conectado o cátodo oco, o qual possui entrada de gás e sistema de refrigeração. Ele é eletricamente isolado do resto do flange e polarizado negativamente. Em frente ao mesmo está um porta amostra em aço inox, móvel, com distância variando entre 0 e 22mm, polarizado em relação ao cátodo com tensões variáveis entre 0 e 200V. Ambos os cátodos são equipados com termopares. Uma proteção móvel (shutter) é colocada entre o cátodo oco e o porta amostra do substrato para proteger a amostra, enquanto se faz uma limpeza do cátodo. O equipamento foi testado com cátodo de cobre em cavidade de dimensões diferentes. Foram investigadas influências dos parâmetros primários como diâmetro, profundidade da cavidade de cátodo oco e a eficiência do equipamento. O fluxo de argônio foi fixado a 15 sccm, com pressão constante de 2,7 a 3,5 mbar. Cada filme foi depositado durante 15min e depois foi caracterizado por microscopia eletrônica para verificar sua uniformidade. Através da variação das dimensões do cátodo, foi possível avaliar a taxa de desgaste do seu material, para as diferentes condições de trabalho. Valores de taxa de desgaste até 3,2x10-6g/s foram verificados. Para uma distância do substrato de 11mm, o filme depositado ficou limitado a uma área circular de 22mm de diâmetro. Os filmes obtidos encontram-se com espessura em torno de 2,1μm/min