Deposición y caracterización de películas delgadas de W depositadas mediante evaporación térmica

• Ipaz, Leonid ^[1] ; Arias, Nicole ^[1] ; Moreno, Gijana ^[1] ; Copete-Viatela, Juan David ^[1] ; Ipaz-Sabogal, Juan David ^[1]
  1. [1] Servicio Nacional de Aprendizaje SENA
• Localización: Informador técnico, ISSN 0122-056X, ISSN-e 2256-5035, Vol. 87, Nº. 2, 2023, págs. 165-176
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Deposition and characterization of W thin films deposited by thermal evaporation
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• Resumen
  • español

    El tungsteno (W) ha sido de gran importancia en la industria, debido a su estabilidad química y propiedades mecánicas, lo que ha permitido que sea usado en una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, en la literatura, la mayoría de los reportes de investigación se enfocan en su interacción con otros elementos, formando aleaciones en compuestos tales como el semicarburo de tungsteno W2C y carburo de tungsteno WC. El W, en forma de película y sin aleantes, no es reportado ampliamente en la literatura, por lo cual se hace pertinente este trabajo de investigación, enfocado en el estudio de la naturaleza estructural y morfológica de películas de W, depositadas sobre substratos de vidrio y silicio (100) por medio de evaporación termoresistiva a diferentes valores de corriente. La naturaleza estructural de las capas se estudió usando difracción de rayos-X (XRD), identificando las reflexiones características de la estructura cristalina del W en los planos (110), (200) y (211), encontrando que no hay influencia de la corriente aplicada sobre la estructura cristalina de las capas. Las características morfológicas de las capas fueron estudiadas usando microscopía de fuerza atómica (AFM), encontrando una relación directa entre la corriente aplicada y los valores de rugosidad y tamaño de grano, el espesor de las capas varió entre 210 y 260 nm. Mediante microscopía electrónica de barrido se logró verificar la alta densificación de las capas depositadas. Esta investigación logró demostrar la posibilidad de depositar capas delgadas usando la técnica de evaporación termoresistiva, en las cuales se conserva la naturaleza estructural del material del bloque. Este tipo de películas, según la literatura consultada, podrían ser usadas en la fabricación de interconexiones en microprocesadores (Lee et al., 2019).

  • English

    Tungsten (W) has been of great importance in the industry due to its chemical stability and mechanical properties, which have allowed W to be used in a wide range of applications. However, in the literature most of the research reports focus on the interaction of tungsten with other elements, forming alloys in compounds such as W2C and WC. Tungsten (W) in the form of a film and without alloys is not presented in the literature, so this research work focused on the study of the structural and morphological nature of W films deposited on to glass and silicon (100) substrates by thermo-resistive evaporation at different current values. The structural nature of the layers is studied using X-Ray Diffraction (XRD) identifying the characteristic reflections of the crystalline structure of W in the (110), (200), and (211) planes, where it was found that there is no influence of the current applied to the crystalline structure of the layers. The morphological characteristics of the layers were studied using Atomic Force Microscopy (AFM), finding a direct relationship between the applied current and the values of roughness and grain size, the thickness of the layers varied between 210 and 260 nm. Using scanning electron microscopy, the high densification of the deposited layers will be verified. This research managed to demonstrate the possibility of depositing thin films using the thermo-resistive evaporation technique in which the structural nature of the block material is preserved. These type of films, according to the literature consulted, could be used in the manufacture of interconnections in microprocessors (Lee et al., 2019).