Una película delgada se considera una capa en una superficie cuyo espesor varía entre fracciones de un nanómetro (10-9 metros) y micrómetros (10-6 metros) y hay dos métodos principales utilizados para el revestimiento de la película delgada en el vacío. El primero es el PVD o deposición física de vapor y el segundo es el CVD o deposición química de vapor. La PVD implica el movimiento físico de las partículas, mientras que la CVD implica una reacción química. Nótese que hay muchos otros tipos y subconjuntos de deposición de película fina, pero la PVD y la CVD son los dos únicos que se tratan en este artículo.
Con la PVD, hay dos métodos primarios: la evaporación y la pulverización. La evaporación y la pulverización se realizan a menudo en el vacío, ya que a medida que la presión disminuye (o a medida que el sistema se adentra en el vacío), la presión del vapor (presión a la que la sustancia pasa de un sólido/líquido a un gas) disminuye, por lo que se pueden utilizar temperaturas más bajas. Esto ayuda a prevenir cualquier efecto negativo de las altas temperaturas en el objeto que se está recubriendo. Además, la eliminación de la atmósfera para la PVD permite que el material evaporado tenga un camino más directo hacia el objeto que se está recubriendo.
Como se puede ver en el cuadro A y en el cuadro B más abajo, la evaporación es bastante sencilla. Se evacua la cámara y se aplica calor y el material de la película se evapora sobre el objeto. La pulverización es ligeramente más compleja, con una diferencia de potencial aplicada entre la cámara de vacío y el material de revestimiento. El gas inerte, como el argón, se añade a la cámara, lo que provoca una descarga eléctrica, dispersando el material de revestimiento sobre el objeto.
Los procesos de CVD implican el uso de un material para reaccionar o descomponer otro material en el objeto que se está recubriendo. Esto es típicamente activado por el calor, pero también puede usar la luz o el plasma como catalizador en ciertos casos. Debido a esto, los procesos de CVD tienden a funcionar a temperaturas mucho más altas, lo que puede ser problemático dependiendo del objeto que se esté recubriendo.
La deposición de película fina tiene una variedad de aplicaciones, incluyendo:
Fabricación de semiconductores, paneles solares, baterías, revestimientos de funcionamiento eléctrico, acabado de productos como revestimientos decorativos, revestimientos ópticos o revestimientos protectores.
¿Qué productos Televac® son útiles para la deposición de películas finas? El primero es el controlador de vacío MX200 con una combinación de vacuómetro 4A/7B. Esto permite medir el vacío desde la atmósfera (1000 Torr) hasta 10-7 Torr. Los sensores se conectan al controlador con cables, lo que permite una visualización remota, y se dispone de muchas opciones de comunicación analógica y digital, entre ellas, analógica de 0 a 10 V DC, EthernetIP, RS-232/RS-485 y USB.
Otra opción es tomar la ruta de usar medidores activos. Con los medidores activos, la electrónica de control está montada directamente en el elemento sensor, y en este caso utilizaríamos al menos dos medidores activos; el vacuómetro de termopar MX4A para la medición desde la atmósfera (1000 Torr) hasta 10-3 Torr, y el vacuómetro de cátodo frío MX7B para la medición desde 10-3 Torr hasta 10-8 Torr. Se dispone de opciones de salida similares de 0 a 10 V DC analógicos, EthernetIP y RS-485. Tenga en cuenta que se pueden encadenar muchos medidores activos y que se pueden utilizar varios medidores para lograr rangos de medición diferentes a los que se describen en este artículo.
Note que este artículo está estrechamente ligado a nuestro artículo sobre la fabricación de semiconductores ya que los procesos de película delgada se utilizan para la fabricación de semiconductores.
Productos
- De 1*10-11 Torr a 1*104 Torr
- Controla hasta 10 vacuómetros Televac
- Pantalla OLED de fácil lectura
Medidor de vacío de convección 4A
- 1*10-3 Torr a 1000 Torr
- Tiempo de respuesta de un milisegundo
- Diseño compacto y robusto
7B Penning Magnetron Cold Cathode Vacuum Gauge
- 1*10-7 Torr a 1*10-3 Torr
- Robusto y altamente resistente a la contaminación
- Fácil de desmontar y limpiar
Medidor de vacío activo por convección MX4A
- 1*10-4 Torr a 1000 Torr
- Sensores fáciles de reemplazar
- Resistente a la contaminación
MX7B Medidor de Vacío Activo de Cátodo Frío
- 1*10-3 Torr a 1*10-8 Torr
- Robusto y altamente resistente a la contaminación
- Es fácil desconectar el sensor de la electrónica
- Pantalla OLED de varios colores con funcionalidad completa del menú