La medición del espesor de las películas depositadas es crucial para diversas aplicaciones, desde la investigación hasta los procesos industriales.
Existen varios métodos, cada uno de ellos adecuado para diferentes espesores de película y propiedades de los materiales.
Explicación de 4 métodos clave
1. Perfilometría e interferometría con palpador
La perfilometría de palpador y la interferometría son métodos mecánicos que requieren una ranura o escalón entre la película y el sustrato.
Estas ranuras se crean enmascarando partes del sustrato o eliminando selectivamente partes de la película depositada.
En la perfilometría de aguja, una aguja traza físicamente el perfil de la superficie, midiendo la diferencia de altura entre la película y el sustrato.
La interferometría, por su parte, utiliza la interferencia de ondas de luz para medir el espesor.
Este método requiere una superficie altamente reflectante para generar franjas de interferencia, que luego se analizan para determinar el espesor de la película.
Ambos métodos miden el espesor en puntos específicos, por lo que la uniformidad de la película es un factor crítico para la precisión.
2. Microscopía electrónica de transmisión (MET)
La TEM se utiliza para analizar películas finas, especialmente en el rango de unos pocos nanómetros a 100 nm.
Este método implica el uso de un haz de iones focalizado (FIB) para preparar muestras de grosor adecuado.
La TEM proporciona imágenes de alta resolución, lo que permite un análisis detallado de la estructura y el grosor de la película.
Es especialmente útil para materiales conductores y semiconductores.
3. Espectrofotometría
La espectrofotometría se emplea para medir espesores de película de entre 0,3 y 60 µm.
Este método utiliza el principio de interferencia, en el que la interferencia de las ondas de luz se ve afectada por el espesor y el índice de refracción de la película.
Analizando los patrones de interferencia, se puede determinar el grosor de la película.
Este método es eficaz para películas transparentes y requiere conocer el índice de refracción de la película.
4. Selección de la técnica de medición
La elección de la técnica de medición depende de factores como la transparencia del material, la precisión requerida y la información adicional necesaria además del espesor, como el índice de refracción, la rugosidad de la superficie y las propiedades estructurales.
Para el análisis de la composición elemental, se utilizan técnicas como la microscopía electrónica de barrido (SEM) equipada con un detector de espectroscopia de energía dispersiva (EDS), que puede identificar y cuantificar elementos y compuestos en la película.
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