Técnica De Preparación De Materiales - Cvd

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
Facultad de Ingeniería Química
Colegio de Ingeniería en Materiales

Técnicas de Preparación de Materiales
Técnicas de deposición química en fase vapor (CVD)
J. Domínguez Alonso
Facultad de Ingeniería Química, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Julio 2012

RESUMEN
Actualmente, la técnica de CVD está siendo utilizada en la síntesis de unagran variedad de compuestos cerámicos, generalmente en forma de capa delgada. La técnica, desarrollada inicialmente para su aplicación en microelectrónica, ha sido después utilizada con éxito en otras áreas de gran actividad científica y tecnológica (recubrimientos duros, dispositivos optoelectrónicos, materiales superconductores, entre otros.). Entre las características más positivas de lastécnicas de CVD, cabe destacar la obtención de depósitos homogéneos a temperaturas relativamente bajas, sobre todo cuando la activación de los reactivos se efectúa con plasma o con fotones. La técnica permite además sintetizar nuevos productos que no es posible sintetizar por otras vías. Esta característica abre la puerta hacia la síntesis de productos, con propiedades muy específicas de dureza,estabilidad, etc. La presentación se centrará en las diversas aplicaciones de la técnica de CVD, de las que interesa destacar la preparación de capas de carbono cristalino o amorfo (películas de diamante o cuasi-diamante) partiendo de una mezcla de metano e hidrógeno activada mediante un plasma. Así mismo, se revisará la obtención de recubrimientos de nitruro de boro con diferente estequiometríadependiendo de las condiciones del proceso. Finalmente, se discuten los condiciones experimentales requeridas para la deposición de nuevos compuestos ternarios dentro del sistema Si-B-C-N (p.e. CBN, SiBN). Estos materiales ternarios pueden presentar propiedades muy diferentes dependiendo de su composición. Por tanto, mediante la elección adecuada de los parámetros experimentales, que determinan lacomposición y estructura del depósito, es posible conseguir la formación de un material con unas características prefijadas.

INTRODUCCIÓN
El uso de las técnicas de Chemical vapour deposition (CVD por sus siglas en inglés)- Deposición química en fase vapor- para obtener materiales en forma de película delgada, alcanzó su auge en la década de los 70’s. Estas técnicas fueron desarrolladas paraaplicaciones en los campos de la microeléctronica, donde tradicionalmente esta técnica es empleada para producir capas delgadas de diferentes materiales tales como los conductores, semiconductores y aislantes. Existe una gran variedad de materiales que pueden ser depositados por la técnica CVD. Como se puede ver, en la tabla 1 se da una clasificación de los distintos tipos de materiales que son depositadosmediante la técnica CVD que tienen diversas aplicaciones en diferentes áreas. Como puede observarse, no incluye solo materiales elementales como C, Si o Ge sino también elementos binarios (óxidos, nitruros, siliciuros, entre otros) y ternarios. Estos materiales no solo se pueden aplicar en el campo de la electrónica, sino que se extiende a otras áreas de gran actividad: la óptica (películasantirreflectantes formada por óxidos o nitruros), los recubrimientos cerámicos (recubrimientos de diamante, nitruros de Ti, Si o B) y otras aplicaciones especiales (cerámicas avanzadas, ferroeléctricos, superconductores, sensores, fibra óptica entre otras áreas).
Una de las ventajas que más destacan de las técnicas de CVD frente a otros métodos de deposición y síntesis de materiales cabe destacar laposibilidad de controlar con relativa facilidad la composición del material depositado, permitiendo incluso la preparación de materiales compuestos, combinando las propiedades de moléculas más simples, para alcanzar un producto con propiedades predichas de antemano. Sin embargo, en muchos casos es difícil fijar la estequiometría del compuesto, ya que frecuentemente no es posible evitar que...