Resumen

Se depositaron películas delgadas de a-C:H:Si:O:N a partir de plasmas alimentados con hexametildisiloxano, oxígeno y nitrógeno, y se caracterizaron en función de la presión parcial de oxígeno en la alimentación, R_ox. Las velocidades de deposición variaron entre 10 y 27 nm min^-1. La rugosidad superficial fue independiente de R_ox. La rugosidad superficial fue independiente de R_ox, situándose en torno a 10 nm. 

Las películas contienen grupos C=C y C=O, y también Si-C y Si-O-Si. A medida que se incrementaba R_ox, se medían en las películas menores valores de [C] y [N] pero mayores de [O] y [Si]. Con el aumento de R_ox se observaron índices de refracción de ~ 1,5 y huecos de energía óptica que descendieron de ~ 3,3 a ~ 2,3 eV. La energía de Urbach disminuyó al aumentar el hueco óptico, lo que es característico de los materiales amorfos. Estos materiales tienen potencial como recubrimientos de barrera transparentes.

INTRODUCCIÓN

Se han producido películas delgadas de a-C:H:Si:N, a-C:H:Si:O y a-C:H:Si:O:N, donde "a" designa amorfo, mediante deposición de plasma a partir de diversos monómeros y comonómeros. Por ejemplo, a-C:H:Si:N se ha producido, entre otros, en plasmas alimentados con hexametildisilazano y nitrógeno, dietil silano y amoníaco, y metano, silano y nitrógeno. De manera similar, a-C:H:Si:O se ha producido a partir de plasmas de hexametildisiloxano (HMDSO), trimetilmetoxisilano y argón, y HMDSO y argón. 

Se han depositado películas de a-C:H:Si:O:N a partir de plasmas alimentados con HMDSO, acetileno y nitrógeno, y de tetrametildisilazano, oxígeno y nitrógeno. Las aplicaciones de a-C:H:Si:N incluyen aislamiento eléctrico, capas protectoras y pasivación electrónica de silicio c tipo n. Las películas amorfas de C:H:Si:O muestran promesas como capas hidrofóbicas y de protección contra la corrosión.

En la deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD) de mezclas de HMDSO/O₂, se han detectado precursores de película de masa 148, como Me₃-Si-O-Si=O-Me, donde Me representa metilo, y relacionados Si-O, Si-OH y C=O. Las especies presentes en la fase del plasma incluyen H, CH y CO. Con altas proporciones de O₂ en la alimentación, se observan O, CO, OH y H, junto con CO+ y CO₂+. Otra característica conocida de los plasmas de HMDSO-O₂ es la producción de polvo de SiOx.

Sin embargo, hay pocos estudios que traten directamente sobre películas de a-C:H:Si:O:N. Una excepción es el estudio de películas producidas a partir de mezclas de HMDSO-N2 a presión atmosférica en una descarga de barrera dieléctrica. En valores altos de [N2]/([Ar + N2]), se detectaron grupos Si-N en las películas. También estaban presentes grupos de amina y silazano.

• Materias:Propiedades estructurales Óptica y fotónica Deposición química
• Subjects:Structural properties Optics and photonics Chemical deposition
• Palabras claves:Deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD); Brecha óptica; Energía de Urbach
• Keywords:Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD); Optical band gap; Urbach energy