¿Qué es la deposición física de vapor?
La deposición física de vapor (PVD) es un proceso utilizado para crear películas delgadas mediante la transferencia de un material objetivo a un sustrato. La transferencia se logra a través de medios puramente físicos a diferencia de la deposición química de vapor, que utiliza reacciones químicas para crear las películas delgadas. Este proceso suele crear semiconductores, chips de computadora, discos compactos (CD) y discos de video digital (DVD).
Hay tres tipos principales de deposición física de vapor: evaporación, pulverización catódica y fundición. Las técnicas de evaporación comienzan colocando el material objetivo en una cámara de vacío, lo que reduce la presión y aumenta la velocidad de evaporación. El material se calienta a ebullición y las partículas gaseosas del material objetivo se condensan en las superficies de la cámara, incluido el sustrato.
Los dos métodos principales de calentamiento para la deposición física de vapor por evaporación son el calentamiento por haz de electrones y el calentamiento resistivo. Durante el calentamiento del haz de electrones, un haz de electrones se dirige a un área específica en el material objetivo, haciendo que esa área se caliente y se evapore. Este método es bueno para controlar las áreas específicas del objetivo que se van a evaporar. Durante el calentamiento resistivo, el material objetivo se coloca en un recipiente, generalmente hecho de tungsteno, y el recipiente se calienta con una corriente eléctrica alta. El método de calentamiento utilizado durante la deposición física de vapor por evaporación varía según la naturaleza del material objetivo.
Los procesos de pulverización también comienzan con el material objetivo en una cámara de vacío, pero el objetivo se rompe con iones de plasma gaseoso en lugar de evaporación o ebullición. Durante el proceso, se pasa una corriente a través de un plasma de gas, lo que provoca la formación de cationes positivos. Estos cationes bombardean el material objetivo y eliminan las partículas pequeñas que viajan a través de la cámara y se depositan en el sustrato.
Al igual que la evaporación, las técnicas de pulverización varían según el material objetivo. Algunos usarán fuentes de energía de corriente continua (CC), mientras que otros usarán fuentes de energía de radiofrecuencia (RF). Algunos sistemas de pulverización también emplean imanes para dirigir el movimiento de los iones, mientras que otros tendrán un mecanismo para rotar el material objetivo.
La fundición es otro método principal de deposición física de vapor, y se usa más comúnmente para materiales de polímero objetivo y para fotolitografía. Durante este proceso, el material objetivo se disuelve en un solvente para formar un líquido que se rocía o gira sobre el sustrato. El giro implica extender el líquido sobre el sustrato plano, que luego se hace girar hasta que se forme una capa uniforme. Una vez que el solvente se evapora, la película delgada se completa.