Existen varios procesos de deposición al vacío utilizados para crear la deposición de películas finas (revestimientos) de metal, aleaciones y no metales. Esto puede lograrse por medios mecánicos, electromecánicos o termodinámicos. Los elementos calefactores con aislamiento mineral de Kamet tienen un amplio campo de aplicación en los sistemas de deposición.
¿Qué es la deposición química en fase vapor (CVD)?
La deposición química en fase vapor es un proceso de deposición de películas finas al vacío que utiliza reacciones químicas inducidas térmicamente en la superficie del sustrato. El proceso varía ligeramente en función del material utilizado.
- Cuando el revestimiento es un metal o una aleación, se vaporiza mediante calentamiento o cambio de presión. A continuación, los vapores se depositan sobre el semiconductor de la oblea más fría (sustrato) creando un revestimiento uniforme.
- Cuando el revestimiento es un polímero, por ejemplo nitruro de silicio, dos o más precursores gaseosos (monómeros) se descomponen mediante calor y a continuación reaccionan juntos en la cámara de vacío para formar un nuevo compuesto polimérico que se deposita como una fina capa sobre el sustrato.
El ajuste de la presión, la temperatura y la duración influye en el grosor de la capa depositada. De hecho, existen varias subcategorías de procesos CVD en función de dichas variables. Entre ellas se incluyen:
- Deposición química en fase vapor a presión atmosférica (APCVD): se acciona térmicamente a presión atmosférica y tiene altas tasas de deposición. Se requieren temperaturas extremadamente altas entre 1000°C y 1300°C.
- Deposición química en fase vapor a baja presión (LPCVD): utiliza baja presión y calor para crear una reacción con un gas precursor sobre el sustrato sólido. La presión reducida reduce las reacciones no deseadas en fase gaseosa y mejora la uniformidad de la película en todo el semiconductor de la oblea. El rango de temperatura suele estar entre 570°C y 650°C.
- Deposición química en fase vapor a ultra alto vacío (UHCVD): tiene lugar a muy baja presión, normalmente por debajo de 10-6 Pa.
- Deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD): es un proceso de deposición de película fina a baja temperatura (y, por tanto, más económico). Funciona a entre 100°C-400°C. Se añade plasma frío con gases reactivos para crear el revestimiento deseado sobre el sustrato.
- Deposición química en fase vapor fotoiniciada (PICVD): utiliza la luz UV para estimular las reacciones químicas. Es similar al PECVD, dado que los plasmas son fuertes emisores de radiación UV. En determinadas condiciones, el PICVD puede funcionar a presión atmosférica o cerca de ella.
- Deposición en capas atómicas (ALD): utiliza varios gases alternados. Cada gas reacciona con la superficie del sustrato y la satura. A continuación, la cámara se purga con un gas inerte antes de permitir la entrada de otro gas reactivo para formar la siguiente capa de deposición. Esta técnica también se utiliza en nanotecnologías.
¿Cuáles son las ventajas y los inconvenientes de la CVD?
El CVD puede utilizarse para capas finas sobre una amplia gama de materiales como vidrio, cerámica, metales y aleaciones metálicas a una velocidad de deposición bastante elevada. Una ventaja del CVD sobre el depósito físico en fase vapor (PVD ) es que puede utilizarse para crear capas uniformes incluso sobre formas complejas. De hecho, esta característica, combinada con la gran pureza de la deposición CVD, la hacen muy útil en procesos nanotecnológicos delicados. Es fácil eliminar las impurezas de los precursores gaseosos durante la deposición química en fase vapor. Esta es otra ventaja para las aplicaciones nanotecnológicas.
En el lado negativo, los precursores del CVD pueden ser muy tóxicos, explosivos o corrosivos y los productos residuales son un residuo peligroso. Además, algunos de los precursores pueden ser caros.
¿Qué soluciones de calentamiento ofrece Kamet para los procesos de CVD?
Existen múltiples formas de calentar los procesos en las aplicaciones de recubrimiento CVD, una de las más importantes y ampliamente utilizada es el calentamiento resistivo. Esta es el área de especialización de Kamet, con una gama de elementos calefactores de alta calidad con aislamiento mineral muy adecuados para aplicaciones de CVD. Los microcalentadores son otro ejemplo de solución de calentamiento diseñada a medida para CVD.
Debido al uso del CVD para las nanotecnologías, el rendimiento térmico es fundamental para controlar la deposición de películas finas y garantizar la calidad. En Kamet tenemos los conocimientos necesarios para diseñar sistemas de calentamiento a medida que respondan a los retos de los distintos procesos de CVD. Nuestros calefactores de precisión de alta temperatura pueden combinarse con sensores de temperatura de vanguardia, garantizando así la uniformidad térmica tan crucial para estos procesos.
Ventajas de los elementos calefactores con aislamiento mineral para CVD
- Temperaturas de hasta 1000°C
- Aislamiento mineral asegura
- Los elementos calefactores son aptos para atmósferas exigentes (vacío, gases inertes)
- Resistencia química
- Excelente resistencia dieléctrica
- Hay disponibles materiales de revestimiento personalizados para adaptarse a cualquier entorno
- Transiciones sin fisuras entre las secciones caliente y fría de los calentadores
- Las secciones caliente y fría tienen diámetros iguales
- La terminación es sencilla gracias a los extremos fríos que evitan el sobrecalentamiento
- Adecuado para alta densidad de potencia
- Uniformidad de la distribución del calor a una fuente, oblea, objetivo o sustrato
- Un gran radio de curvatura hace que los elementos calefactores sean adecuados para aplicaciones intrincadas y curvas
- Calentamiento preciso para procesos críticos
- Son posibles diseños más delgados y de menor masa.
- Tiempos de calentamiento rápidos
- Los elementos calefactores sellados evitan la contaminación
- Se pueden incluir termopares en el diseño
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