¿Qué es la caracterización de película delgada?
La caracterización de película delgada describe el análisis composicional de capas microscópicas de materiales utilizados para la mejora óptica y de semiconductores. Estos materiales sirven a muchas industrias y tecnologías al alterar numerosas características de la superficie, como ópticas, conductoras, de durabilidad y otras propiedades. La nanometrología se refiere a mediciones específicas de las características microscópicas, mientras que la caracterización puede desglosarse en análisis cualitativo y cuantitativo de numerosos rasgos. Estos pueden incluir observaciones de propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas.
Muchos usos comunes y únicos de películas delgadas hacen que el análisis preciso de la composición sea un proceso vital. Numerosas técnicas y herramientas se emplean en el proceso de desarrollo. Estos sirven a la investigación y el desarrollo y ayudan a garantizar el control de calidad en la producción. Dos consideraciones principales en la caracterización de la película delgada incluyen la observabilidad del proceso y la capacidad de estimar con precisión las propiedades de la película con los métodos disponibles. Los métodos comunes pueden incluir tipos espectrofotométricos, interferométricos y elipsométricos; otros incluyen procesos fototérmicos y combinados.
La deposición se refiere a la aplicación de película sobre superficies usando varias técnicas complejas. Esto crea la necesidad de sensores en tiempo real capaces de medir las propiedades de las películas delgadas en su lugar. Las técnicas espectrofotométricas para la caracterización de películas delgadas incluyen análisis de reflectancia y transmitancia de propiedades ópticas. Las técnicas elipsométricas observan los cambios de polarización en la luz que pasa sobre las películas en un ángulo de incidencia de refracción y de acuerdo con su porción de la banda espectral. Los espectrofotómetros y los elipsómetros son máquinas diseñadas para realizar estos análisis.
La interferometría es un método de caracterización de película delgada que utiliza interferogramas para medir el grosor y la rugosidad límite de las películas. Tales cualidades geométricas se observan a través de reflejos de luz y transmisiones utilizando microscopios de interferencia e interferómetros. Las técnicas fototérmicas determinan las propiedades de absorción, como la temperatura y las propiedades termofísicas mediante medidas ópticas. Las mediciones pueden incluir calorimetría láser, desplazamiento fototérmico, micrófono de célula de gas fotoacústico y espejismo.
Otras técnicas combinan estos métodos para adaptarse. Las capas superficiales de película delgada a menudo muestran propiedades diferentes que sus características de masa compuesta. Los modelos de caracterización de película delgada estructural evalúan defectos y falta de uniformidad, volumen e inconsistencias ópticas, así como parámetros de capa de transición. En la escala nanotecnológica, las superficies de solo unas pocas capas atómicas de espesor deben depositarse y evaluarse con precisión. Al analizar minuciosamente todas las características, defectos y modelos estructurales y experimentales, los productores pueden utilizar métodos e instalaciones óptimos para el proceso de desarrollo de película delgada.
Las industrias especializadas de películas delgadas incluyen empresas que se concentran en la fabricación de equipos de deposición, metrología y caracterización, y servicios asociados. Estos materiales son vitales para numerosos productos y componentes. Las categorías pueden incluir mejoras de microelectrónica, óptica, superficies antirreflectantes y resistentes al impacto, y muchas más, en tecnologías pequeñas y grandes.