Pellets de Cadmio para Deposición al Vacío

Los pellets de cadmio se utilizan más comúnmente en deposición por evaporación térmica (PVD de evaporación) donde los pellets se cargan en barcos o crisoles de evaporación resistivos en una cámara de vacío y se calientan eléctricamente hasta la temperatura de evaporación del cadmio (aproximadamente 765°C a presión atmosférica; significativamente menor bajo vacío). El vapor de cadmio producido se deposita sobre los sustratos posicionados sobre la fuente de evaporación. Las ventajas de la evaporación térmica de cadmio incluyen alta eficiencia de deposición; recubrimientos uniformes en superficies planas y perfiles simples; control relativamente sencillo del espesor del recubrimiento mediante el control del tiempo de deposición y la temperatura del barco; y capacidad para recubrir grandes lotes de piezas simultáneamente en sistemas de deposición con múltiples sustratos.

La presentación en pellets de malla 5-20 es preferible al polvo más fino para deposición al vacío de cadmio por varias razones de seguridad y proceso. Los pellets generan significativamente menos polvo de cadmio durante el manejo y la carga que los polvos finos; reduciendo el riesgo de exposición ocupacional al cadmio inhalado. En los barcos de evaporación; los pellets fluyen libremente y se distribuyen uniformemente sin apelmazarse como puede ocurrir con polvos finos de alta superficie específica. El tamaño de partícula más grande de los pellets también reduce el riesgo de chisporroteo (micro-explosiones) que pueden ocurrir cuando partículas muy finas de material de alta pureza se evaporan demasiado rápido. Los pellets también son más fáciles de pesar con precisión que el polvo fino y producen menos riesgo de contaminación cruzada durante el manejo.

Los requisitos de control de la cámara de vacío para la deposición de cadmio por evaporación térmica incluyen: presión de vacío de trabajo en el rango de 10-4 a 10-6 Torr para garantizar el libre recorrido molecular del vapor de cadmio desde el barco de evaporación hasta el sustrato sin colisiones excesivas con moléculas de gas residual; temperatura de sustrato controlada (típicamente temperatura ambiente a 100°C para evitar la re-evaporación del cadmio del sustrato); monitoreo del espesor del recubrimiento mediante cristal de cuarzo piezoeléctrico calibrado para cadmio; control de temperatura del barco de evaporación para mantener una tasa de evaporación estable y reproducible; y rotación del sustrato para garantizar la uniformidad del espesor de recubrimiento en piezas no planas. El mantenimiento regular de la cámara incluye la eliminación del cadmio condensado en las paredes de la cámara y las protecciones; que debe realizarse como residuo peligroso.