Estudo e controlo da microestrutura de filmes dinos de Tântalo depositados por DOMS

• Autor(a) principal: Sousa, Cláudio José Soares de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/36881
• topic: Tântalo; Filmes finos; Pulverização catódica; Magnetrons; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

O presente trabalho insere-se no estudo das potencialidades de uma fonte HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) adquirida pelo Centro de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra (CEMUC) que tem a particularidade de operar em modo DOMS (Deep Oscillations Magnetron Sputtering), uma variante de HiPIMS onde os impulsos de potência são constituídos por um conjunto de oscilações. Este trabalho objetiva no estudo e controlo da morfologia de filmes finos de Tântalo (Ta) previamente depositados por HiPIMS DOMS. Atendendo a esta finalidade, foi estudada a influência da natureza do bombardeamento proveniente da alteração da potência de pico (Pp) e da polarização do substrato (bias). A taxa de deposição dos filmes de Ta depositados por DOMS diminui tanto por alteração da natureza como da intensidade do fluxo de material. Neste trabalho, as descargas geradas com a fonte DOMS apresentam uma alta eficiência de ionizações de espécies metálicas (Ta+ e Ta2+), um fenómeno característico deste tipo de fonte. Independentemente da sua natureza, o alto bombardeamento iónico favorece a deposição de α-Ta com uma orientação preferencial [110]. A aplicação de uma Pp de 130 kW sem polarização do substrato resultou na co-deposição das fases α e β do Ta enquanto a aplicação de uma polarização no substrato, independentemente do seu valor, resultou na deposição de α-Ta. De forma geral, o aumento do bombardeamento gerado através quer do aumento da Pp e quer da polarização no substrato densifica as estruturas colunares, conduz ao aparecimento de diferentes estruturas superficiais e diminui a rugosidade superficial. O filme obtido com uma polarização do substrato de -120 V apresenta o maior valor do módulo de Young (235 GPa) assim como a maior dureza (21 GPa).