Volumen II - SAM

Congreso SAM/CONAMET 2009 Buenos Aires, 19 al 23 de Octubre de 2009
RECUBRIMIENTO DE NITRURO DE SILICIO (SixNy) OBTENIDO POR DOS TÉCNICAS
DIFERENTES DE PLASMA CVD
RESUMEN
C. Lasorsa 1,2 , P. Perillo 1,2 ,
R. Versaci 2,3 , P. J. Morando 4,5 , R. Lucio 2
(1)Gerencia de Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Comisión Nacional de Energía Atómica.
Av. Del Libertador 8250,
Buenos Aires. 1429, Argentina.
(2)Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Haedo
(3) Unidad Energía Nuclear. Comisión Nacional de Energía Atómica.
Av. Del Libertador 8250, Buenos Aires. 1429, Argentina.
(4)UA Química CNEA, e Instituto de Tecnologia Jorge A. Sábato UNSAM.
(5) Miembro de la Carrera de Investigador del CONICET
E-mail (autor de contacto): lasorsa@cnea.gov.ar
En el 8° Congreso binacional de metalurgia y materiales CONAMET/SAM2008, los autores presentaron un
trabajo preliminar, donde se desarrolló un proceso de recubrimiento de nitruro de silicio (Si3N4) en una oblea
de silicio micro maquinada mediante la técnica de plasma PECVD, en esa oportunidad, se utilizó un reactor
de radiofrecuencia, mostrándose una serie de ensayos de caracterización de los resultados obtenidos. En el
presente trabajo, se profundiza el estudio de dichos recubrimientos, e introduce una variante significativa en
el desarrollo de los mismos, al producirlos con un proceso de deposición totalmente diferente, que si bien
pertenece a la técnica CVD, utiliza un reactor de descarga continua “glow discharge”. El presente trabajo
detalla esta nueva técnica de procesamiento, y ensaya una comparación entre los resultados obtenidos por
ambos métodos.
Estos recubrimientos se realizaron mediante la técnica PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor
Deposition) en un recubrimiento monocapa, es decir, una única película, de idénticas propiedades
estructurales y químicas en todo su espesor. Se utilizó una mezcla gaseosa de Hexametildisilazano
(CH3)3SiNHSi(CH3)3 con el aporte de nitrógeno como gas reactivo. El proceso se desarrolló en ambos casos
en una etapa, con el substrato termalizado a 500ºC / 750ºC. Los recubrimientos se realizaron sobre substratos
de silicio, de acero inoxidable AISI 410, acero AISI M2. Asimismo, se presentan los resultados de la
composición química, estructura y propiedades mecánicas de los recubrimientos obtenidos.
En los estudios se utilizó espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), y microscopio
electrónico de barrido.
Palabras clave: recubrimientos, radiofrecuencia, descarga continua, PECVD.
1. INTRODUCCIÓN.
Toda la gama de sensores, que demanden una pequeña inercia térmica en su uso y una reducción en su
consumo de potencia, son terreno fértil para la aplicación de las estructuras de microcalefactores
micromaquinados sobre substrato de Silicio (MHP:Micro-Hot-Plate) [1].
La tendencia a la miniaturización de los dispositivos sensores, y a la integración de los mismos en sistemas
micro electrónicos, hacen a estos dispositivos ideales para su uso como soporte de sensores.
Mencionaremos aquí solo dos aplicaciones típicas para los MHP.
a) Sensores de gases, tanto en su versión de Óxidos-Semiconductores como de películas de Semiconductores
Orgánicos o Polímeros Conductivos.
b) Termopilas para la detección de radiación Infrarroja.
Los sensores de gas de SnO2 (Oxido Metálico Semiconductor) del tipo MEMS están formados por una
película delgada de un material policristalino semiconductor, típicamente dióxido de estaño (SnO2). Los
filmes necesitan ser calentados localmente, a temperaturas que oscilan entre los 300 y 600 C, para
favorecer el proceso de detección de especies gaseosas. También se suelen incorporar dopantes como
aluminio (Al), antimonio (Sb), paladio (Pd), oro (Au), etc., para mejorar la sensibilidad del sensor a
determinadas especies gaseosas.
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