Diferentes tipos de deposición de metales

Las películas finas nanoestructuradas han contribuido decisivamente a ampliar los límites de la electrónica y la tecnología modernas. Constituyen una de las piedras angulares de dispositivos clave en prácticamente cualquier mercado que se nos ocurra, desde la electrónica de consumo hasta la microscopía de ultrarresolución.

Cada una de estas diversas áreas de aplicación está unida por la necesidad de una precisión absoluta a las escalas más pequeñas posibles. El grosor de las películas finas metálicas puede oscilar entre unos pocos micrómetros (μm) y fracciones de nanómetro (nm), lo que supone una presión única para conseguir morfologías uniformes y una gran estabilidad. Los parámetros críticos de calidad de las películas finas se basan principalmente en la técnica de deposición del metal.

¿Qué es el depósito de metales?

La deposición metálica describe cualquier método en el que un material metálico de partida se disuelve en un disolvente o se evapora en condiciones de vacío y, a continuación, se precipita sobre un sustrato objetivo. El objetivo de este artículo es explorar brevemente algunos de los distintos tipos de deposición de metales, aunque no nos centraremos en la deposición mediante soluciones acuosas, ya que se prefiere en gran medida el procesamiento al vacío.

Los métodos evaporativos de deposición de metales se producen en condiciones de vacío alto o ultraalto (HV/UHV) para proporcionar una trayectoria media libre a las moléculas en fase vapor que se desplazan hasta el objetivo. Los gases contaminantes en el entorno de vacío pueden contribuir a las colisiones moleculares que inhiben la eficacia del proceso y afectan a la planitud de la película fina.

Sin embargo, antes de que el material de la película fina entre en el medio gaseoso, primero debe ser evaporado por la fuente de calor. Muchos métodos de deposición de metales se distinguen por la tecnología utilizada para ablacionar el material de partida. Veamos algunos de ellos.

Deposición química en fase vapor (CVD)

Los métodos químicos de deposición de metales no deben confundirse con los métodos químicos de deposición de metales. vapor (CVD). La primera es un tipo de deposición acuosa, mientras que la segunda es una de las formas de ingeniería de vacío más utilizadas hasta la fecha. En la CVD, los revestimientos finos se forman induciendo reacciones químicas en el ánodo objetivo calentando el sustrato bajo un flujo de gases reactivos. Se utiliza ampliamente para la deposición de molibdeno, tantalio y titanio metálico.

Epitaxia de haces moleculares (MBE)

Una de las formas más avanzadas de deposición térmica de metales es la epitaxia de haces moleculares (MBE), un proceso relativamente lento utilizado para formar películas finas epitaxiales mediante la sublimación gradual de metales de partida como el galio, un intermediario fundamental en la fabricación de semiconductores. A diferencia de muchas formas de deposición de metales, la MBE no se distingue por la tecnología utilizada para vaporizar las materias primas, sino por su increíble lentitud de deposición.

Deposición física en fase vapor mediante haz de electrones (EBPVD)

Muchos métodos de deposición de metales utilizan haces de electrones para fundir y/o sublimar los ánodos objetivo debido a la relativa facilidad con la que pueden generarse y acelerarse hasta alcanzar altas energías cinéticas. El depósito físico en fase vapor por haz de electrones (EBPVD) es quizás el más sencillo, ya que utiliza todos los principios básicos descritos anteriormente.

Brevemente: Un ánodo objetivo es bombardeado por una fuente de alta energía que provoca la expulsión de moléculas en fase gaseosa, que viajan a través de una línea de visión directa hasta un ánodo objetivo donde precipitan y forman un recubrimiento uniforme.

Deposición de metales con Platypus Technologies

Existen otros muchos métodos de deposición de metales y evaporación. Algunas de ellas, como la deposición de capas atómicas (ALD), requieren condiciones de vacío. Otras, como la deposición de metales por láser (LMD), no. En Platypus Tech, dependemos de la evaporación por haz electrónico y de entornos de vacío de gran pureza para producir películas finas a medida según las especificaciones del cliente.

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