Elaboración de películas delgadas mediante pulverización catódica de cátodos mixtos y su caracterización mediante Meb-Edx

Abstract

Resumen Mediante el método de Pulverización Catódica DC con Magnetrón se elaboraron películas delgadas de aleaciones binarias depositadas sobre substratos de Silicio. Las películas fueron caracterizadas en cuanto a su composición y espesor efectivo mediante Espectroscopía de Rayos-X por Dispersión de Energías (EDX) y en cuanto a su morfología mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Las aleaciones binarias se elaboraron a partir de cátodos mixtos de los dos componentes, preparados a partir de placas metálicas de los elementos puros, exponiendo diferentes áreas relativas de acuerdo a la composición que se desee obtener y usando Argón como gas de trabajo. En particular, se prepararon aleaciones de CuPt a partir de cátodos de Cu1/4Pt3/4, Cu1/2Pt1/2 y Cu3/4Pt1/4, donde las áreas relativas están expresadas como subíndices. Las películas fueron caracterizadas mediante EDX en un MEB utilizando un haz de electrones de 30 keV, con lo que se detectaron señales características de Rayos-X de intensidad Ii, correspondientes al Cobre y al Platino de la película (ICu , IPt), así como al Silicio correspondiente al substrato (ISi). Como valores característicos de la composición y espesor de las películas elaboradas se tomaron los cocientes de intensidades RCuexp = (ICu/IPt)exp y RSiexp = (ISi/IPt)exp para cada una de las películas elaboradas. A fin de determinar la composición y el espesor de las películas se usó un método sin estándares basado en la corrida de simulaciones de Monte Carlo para películas en el rango de composiciones atómicas de 0 a 100% Cu y de espesores de 0 a 1000 nm, con el objeto de predecir los cocientes de intensidades simuladas RCuMC = (ICu/IPt)sim y RSiMC = (ISi/IPt)sim a ser comparados con los cocientes de intensidades obtenidos experimentalmente. La caracterización mediante MEB reveló una estructura de crecimiento columnar de las películas, con espesores mayores a los proporcionados por el análisis EDX, lo cual corresponde a las menores densidades obtenidas en comparación con las películas densas que se suponen en las simulaciones de Monte Carlo. El método de análisis propuesto permite determinar tanto la composición como el espesor de las películas a partir de un solo espectro EDX. Palabras clave: Películas Delgadas, Pulverización Catódica, MEB, EDX, Simulaciones de Monte Carlo