Objetivos de pulverización catódica con magnetrón circular de vacío ideal, objetivo de pulverización catódica de cobre (Cu) o placa de soporte de Cu, 3'' de diámetro x 0,25'' de espesor, 99,99 por ciento de pureza

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COBRE - Cu

Los blancos de pulverización catódica de cobre (Cu) se utilizan comúnmente en la deposición de películas delgadas debido a las excelentes propiedades eléctricas y térmicas del cobre. A continuación, se incluye un resumen conciso de los blancos de pulverización catódica de cobre en películas delgadas:

1. Propiedades del material:
Alta conductividad eléctrica: el cobre es uno de los mejores conductores de electricidad, lo que lo hace ideal para películas delgadas en microelectrónica y aplicaciones eléctricas.
Conductividad térmica: el cobre tiene una alta conductividad térmica, lo que lo hace valioso para películas delgadas donde la disipación del calor es fundamental.
Ductilidad: El cobre es un material dúctil, lo que significa que puede formar películas delgadas que son mecánicamente estables y flexibles.
2. Métodos de deposición:

Pulverización catódica con CC: dado que el cobre es un material conductor, la pulverización catódica con magnetrón de CC se utiliza comúnmente para una deposición eficiente de películas delgadas.
Pulverización catódica de RF: aunque se prefiere la pulverización catódica de CC, la pulverización catódica de RF también se puede utilizar para ciertas aplicaciones donde son necesarios campos alternos.
Pulverización catódica reactiva: el cobre se puede pulverizar en entornos reactivos con gases como el oxígeno para formar óxidos de cobre (por ejemplo, CuO, Cu2O) para aplicaciones específicas.

3. Aplicaciones:
Microelectrónica: El cobre se utiliza ampliamente en circuitos integrados, dispositivos semiconductores y transistores de película delgada como interconexiones y contactos eléctricos debido a su conductividad eléctrica superior.
Placas de circuito impreso (PCB): Las películas delgadas de cobre son cruciales en la fabricación de PCB, donde forman vías conductoras para los componentes electrónicos.
Células solares: El cobre se utiliza en algunas células solares de película delgada para contactos eléctricos y como componente en compuestos como CIGS (seleniuro de cobre, indio y galio).
Recubrimientos ópticos: El cobre se utiliza ocasionalmente en recubrimientos reflectantes y espejos debido a su alta reflectividad en los rangos visible e infrarrojo.
Disipadores de calor y gestión térmica: Las películas delgadas de cobre se utilizan en aplicaciones donde la conductividad térmica es esencial, como disipadores de calor y capas de gestión térmica en microelectrónica.

4. Propiedades de la película:
Alta conductividad eléctrica: Las películas delgadas de cobre tienen excelentes propiedades eléctricas, lo que las hace ideales para capas conductoras en la electrónica.
Conductividad térmica: Las películas de cobre disipan el calor de manera eficiente, mejorando la confiabilidad y la longevidad del dispositivo en aplicaciones electrónicas de alta potencia.
Resistencia a la corrosión: Las películas de cobre pueden ser susceptibles a la oxidación, por lo que a menudo se agregan capas protectoras (como níquel o cromo) para evitar la corrosión.
Adhesión: El cobre tiene buena adhesión a una variedad de sustratos, pero a veces se utilizan capas de adhesión (como titanio o cromo) para mejorar la unión con ciertos materiales.
5. Deposición reactiva:

Óxidos de cobre (CuO, Cu2O): El cobre se puede pulverizar en un entorno rico en oxígeno para formar óxidos de cobre, que tienen aplicaciones en electrónica, sensores y energía fotovoltaica debido a sus propiedades semiconductoras.

6. Desafíos:
Oxidación: El cobre es propenso a oxidarse, especialmente en presencia de aire o humedad. Para evitarlo, la deposición suele realizarse en un entorno controlado y pueden aplicarse capas protectoras adicionales.
Electromigración: en microelectrónica, las películas delgadas de cobre pueden experimentar electromigración, en la que los átomos se mueven bajo la influencia de una corriente eléctrica, lo que puede provocar fallas en el dispositivo. Se utilizan capas de barrera (por ejemplo, de tantalio o titanio) para mitigar este efecto.
Difusión: el cobre puede difundirse en otros materiales, en particular en el silicio, lo que puede degradar el rendimiento del dispositivo. Para evitarlo, se utilizan barreras de difusión (como el tantalio).

Resumen:
Los blancos de pulverización catódica de cobre (Cu) son esenciales para aplicaciones de película delgada en microelectrónica, células solares, recubrimientos ópticos y gestión térmica debido a la alta conductividad eléctrica, conductividad térmica y ductilidad del cobre. La pulverización catódica de CC se utiliza comúnmente para la deposición de cobre, y la pulverización catódica reactiva puede crear óxidos de cobre para aplicaciones especializadas. Las películas delgadas de cobre se utilizan ampliamente para interconexiones, contactos eléctricos y disipación de calor, aunque se debe tener cuidado para evitar la oxidación y la difusión en aplicaciones sensibles.

Notas:
Se recomienda la unión de placas de soporte de metal o elastómero para todos los materiales de objetivo dieléctricos, ya que estos materiales tienen características que no son susceptibles a la pulverización catódica, como la fragilidad y la baja conductividad térmica. Estos objetivos son más susceptibles al choque térmico debido a su baja conductividad térmica y, por lo tanto, pueden requerir procedimientos específicos de aumento y disminución de la potencia durante los pasos de encendido y apagado.