Deposición al vacío

La deposición al vacío es un grupo de procesos que se utilizan para depositar capas de material átomo por átomo o molécula por molécula sobre una superficie sólida. Estos procesos funcionan a presiones muy por debajo de la presión atmosférica (es decir, vacío ). Las capas depositadas pueden variar desde un espesor de un átomo hasta milímetros, formando estructuras independientes. Se pueden utilizar múltiples capas de diferentes materiales, por ejemplo, para formar recubrimientos ópticos . El proceso se puede calificar en función de la fuente de vapor; la deposición física de vapor utiliza una fuente líquida o sólida y la deposición química de vapor utiliza un vapor químico. ^[2]

Descripción

El entorno de vacío puede cumplir uno o más propósitos:

reduciendo la densidad de partículas de modo que el camino libre medio para la colisión sea largo
Reducir la densidad de partículas de átomos y moléculas indeseables (contaminantes)
Proporcionando un entorno de plasma de baja presión
Proporcionar un medio para controlar la composición del gas y del vapor.
proporcionar un medio para controlar el flujo de masa en la cámara de procesamiento.

Las partículas de condensación se pueden generar de varias maneras:

evaporación térmica
chisporroteo
vaporización por arco catódico
ablación láser
descomposición de un precursor químico de vapor, deposición química de vapor

En la deposición reactiva, el material que se deposita reacciona con un componente del entorno gaseoso (Ti + N → TiN) o con una especie codepositante (Ti + C → TiC). Un entorno de plasma ayuda a activar las especies gaseosas (N ₂ → 2N) y a descomponer los precursores de vapor químico (SiH ₄ → Si + 4H). El plasma también se puede utilizar para proporcionar iones para la vaporización por pulverización catódica o para el bombardeo del sustrato para la limpieza por pulverización catódica y para el bombardeo del material que se deposita para densificar la estructura y adaptar las propiedades ( recubrimiento iónico ).

Tipos

Cuando la fuente de vapor es un líquido o un sólido, el proceso se denomina deposición física de vapor (PVD). Cuando la fuente es un precursor químico de vapor, el proceso se denomina deposición química de vapor (CVD). Este último tiene varias variantes: deposición química de vapor a baja presión (LPCVD), deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD) y CVD asistida por plasma (PACVD). A menudo se utiliza una combinación de procesos de PVD y CVD en la misma cámara de procesamiento o en cámaras conectadas.

Aplicaciones

Conducción eléctrica : películas metálicas , resistencias , óxidos conductores transparentes (TCO), películas y revestimientos superconductores
Dispositivos semiconductores : películas semiconductoras, películas aislantes eléctricas
Células solares
Películas ópticas: recubrimientos antirreflectantes , filtros ópticos
Recubrimientos reflectantes: espejos , espejos calientes
Recubrimientos tribológicos : recubrimientos duros, recubrimientos resistentes a la erosión, lubricantes de película sólida
Conservación y generación de energía: recubrimientos de vidrio de baja emisividad , recubrimientos que absorben la luz solar, espejos, células fotovoltaicas de película delgada , películas inteligentes
Películas magnéticas : grabación magnética
Barreras de difusión : barreras de permeación de gas, barreras de permeación de vapor, barreras de difusión de estado sólido
Protección contra la corrosión :
Aplicaciones automotrices : reflectores de lámparas y aplicaciones de molduras
Prensado de discos de vinilo, fabricación de discos de oro y platino

Un espesor de menos de un micrómetro generalmente se denomina película delgada , mientras que un espesor de más de un micrómetro se denomina recubrimiento.

Véase también

Referencias

^ "Eventos diarios e imágenes de la instalación del Nuevo Telescopio Solar BBSO". Observatorio Solar Big Bear . Consultado el 6 de enero de 2020 .
^ Quintino, Luisa (2014). "Resumen de las tecnologías de recubrimiento". Modificación de superficies mediante procesamiento en estado sólido . pp. 1–24. doi :10.1533/9780857094698.1. ISBN 9780857094681.

Bibliografía

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Bach, Hans y Dieter Krause (editores) "Películas delgadas sobre vidrio" (2003) Springer-Verlag ISBN 3-540-58597-4
Bunshah, Roitan F (editor). "Manual de tecnologías de deposición para películas y recubrimientos", segunda edición (1994)
Glaser, Hans Joachim "Recubrimiento de vidrio de gran superficie" (2000) Von Ardenne Anlagentechnik GmbH ISBN 3-00-004953-3
Glocker e I. Shah (editores), "Handbook of Thin Film Process Technology", vol. 1 y 2 (2002) Instituto de Física ISBN 0-7503-0833-8 (juego de 2 vol.)
Mahan, John E. "Deposición física de vapor de películas delgadas" (2000) John Wiley & Sons ISBN 0-471-33001-9
Mattox, Donald M. "Manual de procesamiento de deposición física de vapor (PVD)" 2.ª edición (2010) Elsevier ISBN 978-0-8155-2037-5
Mattox, Donald M. "Los fundamentos de la tecnología de recubrimiento al vacío" (2003) Noyes Publications ISBN 0-8155-1495-6
Mattox, Donald M. y Vivivenne Harwood Mattox (editores) "50 años de tecnología de recubrimiento al vacío y el crecimiento de la Sociedad de Recubrimientos al Vacío" (2007), Sociedad de Recubrimientos al Vacío ISBN 978-1-878068-27-9
Westwood, William D. "Deposición por esputo", Serie de libros del Comité de Educación de la AVS, vol. 2 (2003) ISBN 0-7354-0105-5 de la AVS
Willey, Ronald R. "Monitoreo y control prácticos de películas ópticas delgadas (2007)" Willey Optical, Consultants ISBN 978-0-615-13760-5
Willey, Ronald R. "Equipos prácticos, materiales y procesos para películas ópticas delgadas" (2007) Willey Optical, Consultants ISBN 978-0-615-14397-2

[1] "Eventos diarios e imágenes de la instalación del Nuevo Telescopio Solar BBSO". Observatorio Solar Big Bear . Consultado el 6 de enero de 2020 .

[2] Quintino, Luisa (2014). "Resumen de las tecnologías de recubrimiento". Modificación de superficies mediante procesamiento en estado sólido . pp. 1–24. doi :10.1533/9780857094698.1. ISBN 9780857094681.