Los procesos de deposición química son un conjunto de técnicas utilizadas para depositar capas finas o gruesas de materiales sobre un sustrato.
Estos procesos son cruciales en diversas industrias, como la electrónica y la óptica.
Crean revestimientos que alteran las propiedades del sustrato.
Los principales tipos de deposición química son la deposición química en fase vapor (CVD) y la deposición de capas atómicas (ALD).
1. Deposición química en fase vapor (CVD)
El CVD es un proceso en el que precursores gaseosos se transportan a la superficie de un sustrato donde sufren reacciones químicas para formar una capa sólida.
El proceso consta de varias etapas:
- Transporte de especies gaseosas reactivas: Los gases que contienen los elementos químicos deseados se introducen en la cámara de deposición y se transportan al sustrato.
- Adsorción de las especies: Las especies gaseosas se adhieren a la superficie del sustrato.
- Reacciones heterogéneas catalizadas por la superficie: Las reacciones químicas se producen en la superficie, facilitadas por el sustrato o por catalizadores adicionales.
- Difusión superficial de las especies a los lugares de crecimiento: Las especies reaccionadas se desplazan por la superficie para formar una capa uniforme.
- Nucleación y crecimiento de la película: Las moléculas recién formadas comienzan a agruparse, formando una película continua.
- Desorción de los productos gaseosos de la reacción: Los subproductos de la reacción se eliminan de la superficie y se transportan fuera de la cámara.
Las técnicas de CVD pueden variar, como la deposición química en fase vapor a presión atmosférica (APCVD), la deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD) y la deposición química en fase vapor asistida por aerosol, cada una de ellas adaptada a aplicaciones y materiales específicos.
2. Deposición de capas atómicas (ALD)
El ALD es una versión más controlada del CVD.
El proceso de deposición se divide en ciclos autolimitados, lo que permite un control preciso del grosor y la uniformidad de la capa depositada.
Cada ciclo suele incluir dos o más gases precursores que se introducen secuencialmente.
El primer precursor se adsorbe en la superficie, saturando todos los sitios disponibles, seguido de la introducción de un segundo precursor que reacciona con el primero.
Este proceso se repite para construir el espesor de capa deseado átomo a átomo.
3. Otros métodos de deposición
Mientras que el CVD y el ALD son procesos químicos, la deposición física de vapor (PVD) es otra categoría que incluye métodos como el sputtering y la evaporación.
En el PVD, los materiales se vaporizan en el vacío y luego se depositan sobre un sustrato.
El sputtering por magnetrón, por ejemplo, utiliza un plasma para expulsar átomos de un material objetivo, que luego forman una fina película sobre el sustrato.
4. Aplicaciones de los procesos de deposición
Estos procesos de deposición son esenciales para crear películas finas utilizadas en semiconductores, recubrimientos ópticos y otras aplicaciones de alta tecnología.
El control preciso de las propiedades del material es fundamental en estos campos.
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