Artículo tipo 2

Páginas: 20 (4785 palabras) Publicado: 28 de septiembre de 2015
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INSTRUMENTACION

REVISTA MEXICANA DE F´ISICA 56 (1) 85–91

FEBRERO 2010

Calentador de sustratos compacto y de bajo costo para tratamiento t´ermico in situ
de pel´ıculas delgadas depositadas por rf-sputtering
A. M´arquez-Herrera,a,∗ E. Hern´andez-Rodr´ıguez,a M.P. Cruz-J´auregui,b M. Zapata-Torresa y A. Zapata-Navarroa
a
CICATA-Legaria IPN,
Calzada Legaria 694, Col. Irrigaci´on, 11500 M´exico,Distrito Federal, M´exico,
b
CNyN-UNAM,
Km. 107 Carretera Tijuana-Ensenada, 22860, Ensenada, B.C. M´exico,

e-mail: amarquez@ipn.mx.
Recibido el 14 de octubre de 2009; aceptado el 24 de noviembre de 2009
En este trabajo se presenta el dise˜no y construcci´on de un calentador de sustratos de bajo costo, el cual es capaz de operar en sistemas de
alto vac´ıo. Su utilizaci´on se centra enproporcionar tratamiento t´ermico in-situ durante el crecimiento de pel´ıculas delgadas bajo condiciones
de presi´on controlada y atm´osfera corrosiva. El calentador fue construido principalmente de acero inoxidable, cer´amica y una resistencia
comercial de khantal-A1. El cuerpo del horno es enfriado usando un sistema de aletas y l´ıquido refrigerante, el cual se encuentra completamente aislado de la c´amarade dep´osito. El dise˜no del calentador tambi´en incorpora un sistema de rotaci´on que permite que el sustrato
gire durante el proceso de crecimiento proporcionando uniformidad a la pel´ıcula. La temperatura del sustrato es monitoreada mediante un
termopar tipo ”K”que retroalimenta a un controlador de temperatura, el cual modula una fuente de poder variable que suministra el voltaje
a laresistencia. Con el prop´osito de evaluar la funcionalidad del sistema de calentamiento, e´ ste se mont´o en un equipo de rf-sputtering y se
crecieron pel´ıculas delgadas de BaTiO3 con distintas temperaturas de sustrato en una geometr´ıa off-axis. El sistema de tratamientos t´ermicos
in-situ es capaz de proveer una temperatura uniforme al sustrato as´ı como de operar por largos periodos de tiempos.Descriptores: Pel´ıculas delgadas; tratamientos t´ermicos; sistema de calentamiento.
In this work we present the design, construction and the evaluation of a low cost substrate heater for working at high vacuum. Its use
concentrates in providing in-situ annealing during the growth of thin films under conditions of controlled pressure and corrosive atmosphere.
The heater was constructed mainly ofstainless steel, ceramic and a resistance of khantal-Al. The body of the heater is cooled using a system
of fins and cooling liquid which is isolated completely of the vacuum chamber. The design of the heater also incorporates a rotation system
that allows that the substrate turns during the process of growth providing uniformity to the film. Temperature of the substrate is recorded by
a type”K”thermocouple which feeds back a temperature controller that provides a modulated voltage to the heating resistance. In order to
evaluate the functionality of the heating system, this was mounted in a rf-sputtering equipment and thin films of BaTiO3 were grown under
different substrate temperatures in an off-axis geometry. The heating system is able to provide an uniform temperature to the substrate as
well asto operate by long periods of times.
Keywords: Thin films; annealing; heater system.
PACS: 81.15.Cd; 81.40.Ef

1.

Introducci´on

En la producci´on de materiales en forma de pel´ıculas delgadas existen varios par´ametros a controlar, entre los cuales, la
cristalinidad es uno de los m´as importantes, ya que sus principales caracter´ısticas est´an en funci´on de ella. Una forma
de obtenerpel´ıculas cristalinas es mediante un tratamiento
t´ermico posterior a su obtenci´on en su fase amorfa o semicristalina [1]. Sin embargo, este tipo de tratamiento t´ermico
tiene los siguientes inconvenientes:
a) genera estr´es en el material,
b) se tiene un bajo control en la fase obtenida, y
c) puede causar cambios en la composici´on qu´ımica y la
morfolog´ıa [1-6].
Lo deseable es obtener el...
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