La deposición por plasma es un sofisticado proceso utilizado para crear películas finas sobre diversos sustratos.
¿Cómo funciona la deposición por plasma? Explicación de 7 pasos clave
1. Creación del plasma
El plasma se genera mediante una descarga eléctrica, normalmente entre 100 - 300 eV, entre electrodos.
Esta descarga crea una envoltura incandescente alrededor del sustrato, proporcionando energía térmica que impulsa las reacciones químicas.
2. Reacciones químicas en el plasma
Las moléculas de gas precursor del plasma chocan con electrones altamente energizados.
Estas reacciones ocurren inicialmente en el plasma y luego, a través del flujo de gas, las especies reactivas viajan al sustrato.
3. Deposición en el sustrato
Al llegar al sustrato, las especies reactivas reaccionan y son absorbidas por la superficie, formando películas.
Los subproductos químicos son desorbidos y bombeados.
4. Parámetros de control
La velocidad de deposición y las propiedades de la película, como el espesor, la dureza o el índice de refracción, pueden controlarse ajustando los caudales de gas y las temperaturas de funcionamiento.
5. Tipos de deposición por plasma
Un método común es el depósito químico en fase vapor mejorado por plasma (PECVD), que funciona a bajas presiones (<0,1 Torr) y a temperaturas de sustrato relativamente bajas (de temperatura ambiente a 350°C).
PECVD utiliza plasma para proporcionar energía para las reacciones de deposición, reduciendo la necesidad de altas temperaturas del sustrato y minimizando la tensión en la interfaz de la película, mejorando así la resistencia de la unión.
6. Ventajas del PECVD
En comparación con la deposición química en fase vapor (CVD) convencional, la PECVD ofrece temperaturas de deposición más bajas, buena consistencia y cobertura de pasos en superficies irregulares, un control más estricto del proceso de película fina y altas velocidades de deposición.
7. Mecanismo de deposición
En el plasma, el potencial eléctrico negativo del cátodo atrae átomos cargados positivamente.
Las colisiones energéticas dentro del plasma hacen que los iones se aceleren en el blanco con suficiente energía cinética para desprender moléculas, que luego atraviesan la cámara de vacío para recubrir el sustrato.
Este proceso es muy versátil, capaz de depositar diversos materiales sobre objetos de distintos tamaños y formas, lo que lo convierte en una técnica valiosa en la fabricación avanzada.
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