La variante più diffusa della tecnica sputtering consiste nell’accendere una scarica in corrente continua (DC) tra un catodo costituito del materiale da evaporare e un anodo, costituito usualmente dalla camera di deposizione stessa.
Nella camera viene iniettato argon in modo controllato in modo da mantenere la pressione intorno a 10-3 mbar.
Gli ioni Ar generati dalla scarica vengono accelerati verso il catodo e, collidendo con esso, ne estraggono atomi o molecole. Questo fenomeno è simile a quello che si verifica lanciando una palla da bigliardo contro una schiera di altre palle appoggiate alla sponda del bigliardo stesso: alcune delle palle appoggiate alla sponda verranno proiettate verso il centro del tavolo, cioè nella direzione da cui la palla proiettile è stata lanciata.
Gli atomi e le molecole estratti dal catodo si comportano come vapori e diffondono quindi nella camera di deposizione, condensando sui particolari da rivestire e realizzando quindi il deposito.
Una importante evoluzione della tecnica sputtering impiega catodi provvisti di magneti che confinano la scarica vicino alla superficie dei catodi stessi, aumentando così la frequenza delle collisioni che provocano l’estrazione del materiale dal catodo.
Questa variante, detta magnetron sputtering, aumenta molto sensibilmente la velocità di deposizione e quindi la produttività. Oggi la quasi totalità delle applicazioni industriali della tecnica sputtering impiega catodi magnetron.
Le tensioni tipiche necessarie ad innescare la scarica sono dell’ordine delle migliaia di Volt con catodi convenzionali e inferiori a 1000 Volt con catodi magnetron.
Una delle varianti più significative della tecnica sputtering, detta deposizione reattiva, consiste nell’iniettare nella camera, insieme con l’argon, un gas col quale il materiale del catodo reagisce chimicamente.
È questo il caso della deposizione di nitruro di titanio (TiN), un rivestimento molto apprezzato per le sue eccellenti proprietà meccaniche e per il suo colore oro brillante, che viene ottenuto iniettando, insieme con l’argon, quantità controllate di azoto. Nella deposizione reattiva la messa a punto dei parametri di processo è in genere più delicata che nella deposizione convenzionale.
Ulteriori varianti che meritano menzione sono la tecnica RF, in cui la scarica viene accesa usando alimentatori a radiofrequenza (13,56 MHz), e la tecnica DC pulsata, nella quale si impiegano alimentatori ad onda quadra.