Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.1261
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

DEPOSIÇÃO DE FILMES FINOS DE COBRE POR GAIOLA CATÓDICA: ANÁLISE DO CONFINAMENTO DO PLASMA EM FUNÇÃO DO AUMENTO DA ESPESSURA DA TAMPA DA GAIOLA CATÓDICA

DEPOSITION OF COPPER THIN FILMS BY CATHODIC CAGE: ANALYSIS OF THE PLASMA CONFINEMENT AS A FUNCTION OF THE INCREASE OF THE CATHODIC CAGE LID THICKNESS

Fernanda de Melo Fernandes; Igor Oliveira Nascimento; Rômulo Ribeiro Magalhães de Sousa; Ivan Alves de Souza; Bruno Felipe Dantas; José Cesar Augusto Queiroz; Thércio Henrique de Carvalho Costa

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Resumo

Nitretação a plasma é uma técnica consolidada na indústria e visa melhorar diversas propriedades de superfícies, contribuindo para a vida útil dos materiais. Porém, há algumas desvantagens, tais como, efeito de borda, tratamentos de peças com geometrias complexas, etc. Sendo assim, foi criada a Active Screen Plasma Nitriding (ASPN), conhecida como técnica da tela ativa. Esse trabalho tem como objetivo estudar a cinética de deposição de filmes finos de cobre, utilizando a técnica da gaiola catódica, na qual é uma variante da ASPN, alterando a espessura da tampa da gaiola, de onde é extraído o material para formação do filme fino. Filmes de cobre caracterizam-se como bons condutores elétricos e térmicos, justificando seu uso em microeletrônica, e segundo a U.S. Environmental Agency (EPA), existem 282 tipos de ligas de cobre bactericidas, capacitando sua utilização em ambientes estéril. As deposições foram realizadas sobre amostras de vidros, variando a tampa em 2, 4, 6, 12 e 24 mm, mantendo-se fixos os parâmetros de gás (argônio), pressão, corrente e temperatura. Foi possível observar uma relação direta entre filmes contínuos e o aumento da espessura da gaiola, e foi obtido uma formação de filmes de cobre puro.

Palavras-chave

Deposição por plasma; Técnica da tela ativa; Filme fino de cobre.

Abstract

Plasma nitration is a technique consolidated in the industry and aims to improve various properties of surfaces, contributing to the useful life of the materials. However, there are some disadvantages, such as edge effect, treatments of parts with complex geometries, etc. Thus, was created the Active Screen Plasma Nitriding (ASPN), known as the active screen technique. This work has the objective of study the deposition kinetics of thin films of copper using the cathodic cage technique, in which it is a variant of the ASPN, changing the thickness of the lid of the cage, from which material is extracted forming the thin film. Copper films are characterized as good electrical and thermal conductors, justifying their use in microelectronics, and according to the U.S. Environmental Agency (EPA), there are 282 types of bactericidal copper alloys, enabling them to be used in sterile environments. The depositions were performed on glass samples, varying the lid in 2, 4, 6, 12 and 24 mm, keeping the parameters of gas (argon), pressure, current and temperature fixed. It was possible to observe a direct relation between continuous films and the increase of the thickness of the cage, and a formation of pure copper films was obtained.

Keywords

Deposition by plasma; Active Screen Plasma Nitriding (ASPN); Thin film of copper.

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