Deposició al buit

Cambra de buit d'aluminització de l'Observatori de Mont Mégantic utilitzada per revestir els miralls dels telescopis.^[1]

La deposició al buit és un grup de processos utilitzats per dipositar capes de material àtom per àtom o molècula per molècula sobre una superfície sòlida. Aquests processos operen a pressions molt per sota de la pressió atmosfèrica (és a dir, buit). Les capes dipositades poden variar des d'un gruix d'un àtom fins a mil·límetres, formant estructures independents. Es poden utilitzar múltiples capes de diferents materials, per exemple per formar recobriments òptics. El procés es pot qualificar en funció de la font de vapor; La deposició física de vapor utilitza una font líquida o sòlida i la deposició química de vapor utilitza un vapor químic.^[2]

Diverses màquines d'evaporació utilitzades per a les metal·litzacions a les instal·lacions tecnològiques de LAAS a Tolosa, França.

Descripció

L'entorn de buit pot servir per a un o més propòsits:

• reduint la densitat de partícules de manera que el camí lliure mitjà per a la col·lisió sigui llarg
• reduir la densitat de partícules d'àtoms i molècules indesitjables (contaminants)
• proporcionant un entorn de plasma de baixa pressió
• proporcionar un mitjà per controlar la composició de gas i vapor
• proporcionant un mitjà per al control del flux de massa a la cambra de processament.

Les partícules condensades es poden generar de diverses maneres:

• evaporació tèrmica
• espolvorejant
• vaporització d'arc catòdic
• ablació làser
• descomposició d'un precursor de vapor químic, deposició de vapor químic

En la deposició reactiva, el material dipositant reacciona amb un component del medi gasós (Ti + N → TiN) o amb una espècie co-dipositant (Ti + C → TiC). Un entorn de plasma ajuda a activar espècies gasoses (N ₂ → 2N) i a la descomposició dels precursors de vapor químic (SiH ₄ → Si + 4H). El plasma també es pot utilitzar per proporcionar ions per a la vaporització mitjançant sputtering o per al bombardeig del substrat per a la neteja per sputtering i per al bombardeig del material de dipòsit per densificar l'estructura i adequar les propietats (placat d'ions).^[3]

Tipus

Quan la font de vapor és líquida o sòlida, el procés s'anomena deposició física de vapor (PVD). Quan la font és un precursor de vapor químic, el procés s'anomena deposició de vapor químic (CVD). Aquest últim té diverses variants: deposició de vapor químic a baixa pressió (LPCVD), deposició de vapor química millorada amb plasma (PECVD) i CVD assistida per plasma (PACVD). Sovint s'utilitza una combinació de processos PVD i CVD a les mateixes cambres de processament o connectades.^[4]

Aplicacions

• Conducció elèctrica: pel·lícules metàl·liques, resistències, òxids conductors transparents (TCO), pel·lícules i recobriments superconductors
• Dispositius semiconductors: pel·lícules semiconductors, pel·lícules aïllants elèctricament
• Cèl·lules solars
• Pel·lícules òptiques: recobriments antireflectants, filtres òptics
• Recobriments reflectants: miralls, miralls calents
• Recobriments tribològics: recobriments durs, recobriments resistents a l'erosió, lubricants de pel·lícula sòlida
• Conservació i generació d'energia: recobriments de vidre de baixa emissivitat, recobriments absorbents solars, miralls, cèl·lules fotovoltaiques de pel·lícula fina solar, pel·lícules intel·ligents
• Pel·lícules magnètiques: enregistrament magnètic
• Barrera de difusió : barreres de permeació de gas, barreres de permeació de vapor, barreres de difusió d'estat sòlid
• Protecció contra la corrosió.
• Aplicacions d'automoció: reflectors de làmpades i aplicacions d'acabat
• Premsat de discos de vinil, fabricació de discos d'or i platí

Un gruix inferior a un micròmetre generalment s'anomena pel·lícula fina, mentre que un gruix superior a un micròmetre s'anomena recobriment.^[5]

Referències

1. «Daily events and images of the installation of the BBSO New Solar Telescope» (en anglès). Big Bear Solar Observatory. [Consulta: 6 gener 2020].
2. Quintino, Luisa. «Overview of coating technologies». A: Surface Modification by Solid State Processing (en anglès), 2014, p. 1–24. DOI 10.1533/9780857094698.1. ISBN 9780857094681. 
3. «Vacuum Deposition» (en anglès). [Consulta: 15 març 2024].
4. «Vacuum Deposition and Coating Options» (en anglès), 03-01-2013. [Consulta: 15 març 2024].
5. «Vacuum deposition» (en anglès). [Consulta: 15 març 2024].