Deposición al vacío

La deposición al vacío es un conjunto de procesos utilizados para depositar capas de material átomo a átomo o molécula a molécula sobre una superficie sólida. Estos procesos operan a presiones muy inferiores a la atmosférica (es decir, vacío ). El espesor de las capas depositadas puede variar desde un átomo hasta milímetros, formando estructuras autoportantes. Se pueden utilizar múltiples capas de diferentes materiales, por ejemplo, para formar recubrimientos ópticos . El proceso se puede caracterizar por la fuente de vapor; la deposición física de vapor utiliza una fuente líquida o sólida, y la deposición química de vapor utiliza un vapor químico. ^{[ 2 ]}

El entorno de vacío puede tener uno o más propósitos:

• reducir la densidad de partículas de modo que el camino libre medio para la colisión sea largo
• reducir la densidad de partículas de átomos y moléculas indeseables (contaminantes)
• proporcionando un entorno de plasma de baja presión
• Proporcionar un medio para controlar la composición de gases y vapores.
• Proporcionar un medio para el control del flujo másico hacia la cámara de procesamiento.

Las partículas condensables pueden generarse de diversas maneras:

• evaporación térmica
• pulverización catódica
• vaporización por arco catódico
• ablación láser
• descomposición de un precursor de vapor químico, deposición química de vapor

En la deposición reactiva, el material depositado reacciona con un componente del entorno gaseoso (Ti + N → TiN) o con una especie codepositada (Ti + C → TiC). Un entorno de plasma ayuda a activar las especies gaseosas (N₂ _→ 2N) y a descomponer los precursores de vapor químico (SiH₄ _→ Si + 4H). El plasma también puede utilizarse para proporcionar iones para la vaporización por pulverización catódica o para el bombardeo del sustrato para la limpieza por pulverización catódica y para el bombardeo del material depositado para densificar la estructura y adaptar las propiedades ( recubrimiento iónico ).

Cuando la fuente de vapor es un líquido o un sólido, el proceso se denomina deposición física de vapor (PVD), ^{[ 3 ]} que se utiliza en dispositivos semiconductores , paneles solares de película delgada y recubrimientos de vidrio. ^{[ 4 ]} Cuando la fuente es un precursor de vapor químico, el proceso se denomina deposición química de vapor (CVD). Esta última tiene varias variantes: deposición química de vapor a baja presión (LPCVD), deposición química de vapor mejorada por plasma (PECVD) y CVD asistida por plasma (PACVD). A menudo se utiliza una combinación de procesos PVD y CVD en las mismas cámaras de procesamiento o en cámaras conectadas.

• Conducción eléctrica : películas metálicas , resistencias , óxidos conductores transparentes (TCO), películas y recubrimientos superconductores.
• Dispositivos semiconductores : películas semiconductoras, películas aislantes eléctricas
• Celdas solares
• Películas ópticas: recubrimientos antirreflectantes , filtros ópticos
• Recubrimientos reflectantes: espejos , espejos calientes
• Recubrimientos tribológicos : recubrimientos duros, recubrimientos resistentes a la erosión, lubricantes de película sólida.
• Conservación y generación de energía: recubrimientos de vidrio de baja emisividad , recubrimientos absorbentes solares, espejos, células fotovoltaicas solares de película delgada , películas inteligentes
• Películas magnéticas : grabación magnética
• Barrera de difusión : barreras de permeación de gases, barreras de permeación de vapor, barreras de difusión en estado sólido.
• Protección contra la corrosión :
• Aplicaciones para la industria automotriz : reflectores de lámparas y aplicaciones de embellecedores.
• Prensado de discos de vinilo, fabricación de discos de oro y platino.

Un espesor inferior a un micrómetro se denomina generalmente película delgada , mientras que un espesor superior a un micrómetro se denomina recubrimiento.

• Recubrimiento iónico
• deposición por pulverización catódica
• Deposición por arco catódico
• Recubrimiento por centrifugación
• Película metalizada
• Deposición molecular en fase vapor