película delgada

Un circuito o componente de película delgada se construye depositando capas sucesivas de material conductor, semiconductor o aislante sobre un sustrato, típicamente cerámica, vidrio o silicio. Las capas depositadas suelen tener de 0.1 a 10 micrómetros de espesor. Esto es fundamentalmente diferente de la tecnología de película gruesa, que utiliza serigrafía y cocción de pasta para construir capas de 10 a 100 micrómetros. La construcción de película delgada permite un control mucho más estricto sobre el espesor de la capa y la composición del material, lo que permite una precisión en las propiedades eléctricas que la película gruesa no puede igualar.

Los métodos de deposición más comunes son la evaporación al vacío y la pulverización catódica. En la evaporación, el material se calienta hasta vaporizarse en una cámara de vacío y se condensa en el sustrato más frío. La pulverización catódica utiliza un plasma energizado para desprender átomos de un material objetivo; estos átomos luego se asientan en el sustrato. Ambas técnicas se pueden controlar cuidadosamente para depositar películas de espesor y uniformidad predeterminados en todo el sustrato, y ambas pueden crear capas con límites nítidos entre diferentes materiales.

Los resistores, capacitores y circuitos integrados híbridos de película delgada ofrecen un rendimiento superior a sus contrapartes de película gruesa. Los resistores de película pueden mantener tolerancias de 0.1 por ciento o mejores y tienen una respuesta de frecuencia y estabilidad de temperatura superiores. Los capacitores de película delgada exhiben una menor pérdida dieléctrica y una mejor linealidad. Debido a que las capas son delgadas, la masa térmica es baja y la disipación de calor es eficiente. Estas propiedades hicieron que la película delgada fuera esencial para circuitos analógicos de precisión, sistemas de RF y equipos de prueba donde la precisión y la estabilidad son importantes.

La desventaja es el costo y la facilidad de fabricación. La película delgada requiere sistemas de vacío, más pasos de proceso y tiempos de ciclo más largos. Los tamaños de sustrato han sido más pequeños que los de película gruesa. El costo del equipo es mayor. La película delgada tuvo un uso intensivo en aplicaciones militares y aeroespaciales, instrumentación y audio de consumo de alta gama durante las décadas de 1970 y 1980. A medida que los circuitos integrados de silicio se volvieron más baratos y capaces, la demanda de circuitos híbridos de película delgada disminuyó. Hoy en día, la película delgada se utiliza selectivamente donde la precisión, la fiabilidad o la resistencia a la radiación justifican el gasto, y en algunas aplicaciones modernas como la tecnología fotovoltaica de película delgada y la tecnología de pantallas.

El término película delgada sigue siendo vagamente definido en el sector. En microelectrónica, cualquier capa depositada de unos pocos micrómetros o menos puede denominarse película delgada. En algunos contextos, los métodos de serigrafía de película gruesa que producen capas de 5 a 20 micrómetros todavía se contrastan con la verdadera película delgada. Siempre verifique el método de deposición específico y el espesor de la capa al especificar componentes, porque el comportamiento eléctrico difiere significativamente en este rango.