Tratamientos Superficiales Por Capa De Sustrato

TRATAMIENTOS SUPERFICIALES POR CAPA DE SUSTRATO

Se consigue endurecer la superficie de la pieza aleándola pero sin aplicar ningún tratamiento térmico.

PULVERIZACIÓN CATÓDICA.
Para depositar películas finas de diversos materiales sobre obleas de silicio para aplicar capas finas sobre cristal para aplicaciones ópticales, depositar películas finas sobre un substrato.
Una ventaja importantede la pulverización catódica como técnica de deposición es que las películas depositadas tienen la misma concentración que el material del blanco. Esto puede parecer sorprendente, ya que mencionamos antes que el rendimiento de pulverización depende del peso atómico de las especies involucradas. Por tanto, uno esperaría que uno de los componentes de la aleación se deposite más rápido que otros,llevando a un cambio de la concentración de la película resultante. A pesar de que es cierto que los componentes se pulverizan a velocidades diferentes, al tratarse de un fenómeno superficial la vaporización de una especie de forma preferente enriquece la superficie con átomos de las restantes, lo que compensa de forma efectiva la diferencia de velocidades de abrasión. Así, las películas depositadastienen la misma composición que el blanco. Esto contrasta con las técnicas evaporativas, en la que un componente se evapora a menudo de forma preferencial, con el resultado de una película depositada con una composición distinta al material fuente.
Forma de obtención.
La fuente de iones negativos por pulverización catódica (modelo HVEE-860) es capaz de producir haces de iones negativos partiendode blancos sólidos que contengan átomos de la especie de la que se desea crear el ion. Los iones son producidos por el bombardeo del blanco mediante iones de cesio. En la atmósfera cercana al blanco existen también átomos neutros de Cs que crean una capa fina sobre el blanco como resultado de la condensación en la superficie del mismo. Los átomos arrancados del blanco intercambian electrones conel Cs de esta fina capa cuando la atraviesan, convirtiéndose en iones negativos. De esta forma se producen directamente iones negativos, no siendo necesario utilizar una configuración adicional como la del canal de Li. Los iones negativos son repelidos hacia la región de extracción, mientras que los electrones secundarios, producidos en las colisiones, son eliminados del haz por medio de un campomagnético permanente.
Existen elementos (nitrógeno, por ejemplo) de los que no es posible obtener un ion negativo, ya que poseen una afinidad electrónica negativa. En estos casos, se procede a la extracción de la fuente de un haz molecular (NH-, por ejemplo), que es inyectado en el acelerador. Cuando la molécula llega a la región de intercambio de carga, en el centro del acelerador, no sólo seconvierte en positiva, sino que además se rompe, obteniéndose así el ion positivo de la especie buscada (N+ en nuestro ejemplo). Este catión es acelerado en la segunda etapa igual que cualquier otro.

Equipos para el proceso:

Sputtering 1.- Sistema de sputtering de 4 magnetrones (3 en un sistema ternario y 1 independiente). Cuenta con una cámara de precarga, colocación vertical de las muestrasy sistema de rotación de éstas durante el crecimiento. Las fuentes de potencia DC para los magnetrones están controladas por un circuito electrónico con temporizador. La presión de crecimiento se controla por medio de una electroválvula. Dispone de una fuente de RF para crecimiento de materiales aislantes.

Sputtering 2.- Este sistema de Sputtering tiene 7 magnetrones, 3 de ellos agrupados paracrecer ternarios y 2 para binarios. Las muestras se pueden situar en un plato giratorio para crecer multicapas de hasta 5 materiales distintos o en un sustrato giratorio de altura regulable que se sitúa debajo de los magnetrones para ternarios. El sistema alcanza un vacío de 10-8 mbar en 12 horas, y se pueden cargar hasta 6 muestras en cada carga, lo cual permite una gran productividad. Todos...