Resumen

El presente trabajo describe el desarrollo y la implementación de un reactor de deposición química de vapor asistido por plasma PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). La construcción se realizó a partir del diseño de los diferentes componentes que lo constituyen: etapa de generación de vacío, etapa de suministro de potencia a la descarga, etapa de extracción iónica, sistema de gases y sistema de calentamiento de los sustratos. La potencia aplicada para la generación de la descarga, que es fundamental para este tipo de reactores, se obtuvo a partir de un horno microondas casero, en el que se encuentra un magnetrón acoplado a una guía de onda y a una cavidad resonante, que es la propia caja del horno microondas. Se reportan algunos resultados preliminares preparados con el reactor implementado; los cuales consisten esencialmente en recubrimientos de tipo DLC (Diamond Like Carbon) sobre sustratos de silicio pulido, que fueron caracterizados por microscopia de fuerza atómica - AFM y espectroscopia Raman. Los resultados muestran que se pueden obtener diversas formas moleculares a base de carbono, principalmente amorfas, por lo cual esta implementación de un reactor PECVD de bajo costo se convierte en una alternativa para el desarrollo de investigaciones en el área de nuevos materiales.

INTRODUCCIÓN

La deposición química de vapor asistida por plasma mediante microondas es una técnica comúnmente utilizada para producir recubrimientos funcionales por plasma; en este proceso los constituyentes químicos en fase gaseosa reaccionan o se descomponen mediante una descarga eléctrica debida a la radiación de microondas, para formar una película sólida y delgada sobre la superficie de un sustrato. Los factores que controlan este proceso incluyen consideraciones en termodinámica, química de las reacciones, mecanismos de transporte y cinética de masas, crecimiento de películas e ingeniería de reactores. Variables como temperatura, concentraciones y flujo de gases, presión y geometría del reactor determinan la tasa de deposición y las propiedades finales de la película depositada, por lo que es de suma importancia establecer sistemas de medida y control de estas variables que permitan regular y reproducir el proceso [1-2].

El plasma generado en los reactores PECVD por microondas ocurre debido a que el campo aplicado es de alta frecuencia, típicamente de 2,45 Ghz, a una potencia que varía de 300 a 1500 W, con lo cual se logra una alta intensidad de campo eléctrico. Generalmente el rango de presión de trabajo de estos reactores es de 0,1-10 Torr, la temperatura del sustrato va desde 200 a 600 °C [3].

• Materias:Simulación numérica Investigación operacional Carbono
• Subjects:Numerical simulation Operations research Carbon
• Palabras claves:PECVD, microondas, películas delgadas, DLC, simulación numérica.
• Keywords:PECVD, microwave, thin films, DLC, numerical simulation.