Modelado Multi-Físico de Depósito Electroquímico
Autores: Kauffman, Justin; Gilbert, John; Paterson, Eric
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado Multi-Físico de Depósito Electroquímico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Deposición electroquímica
Recubrimientos metálicos
Baño electrolítico
Método de volúmenes finitos
Crecimiento de cobre
Densidad de corriente
Licencia
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La deposición electroquímica (ECD) es un método comúnmente utilizado en el campo de la microelectrónica para crecer recubrimientos metálicos en un electrodo. El proceso de deposición ocurre en un baño electrolítico donde los iones disueltos del material que se deposita están suspendidos en un ácido mientras se aplica una corriente eléctrica a los electrodos. El modelo computacional propuesto utiliza el método de volúmenes finitos y el método de áreas finitas para predecir el crecimiento de cobre en la superficie de recubrimiento sin el uso de un método de nivel de conjunto o malla deformante, ya que no se espera que la cantidad de crecimiento de la capa de cobre impacte el movimiento del fluido. El método de áreas finitas permite al solucionador rastrear el crecimiento de la capa de cobre y utiliza la densidad de corriente como una función de forzado para un campo de potencial eléctrico en la superficie de recubrimiento. La densidad de corriente en la interfaz superficie electrolito-recubrimiento se converge dentro de cada iteración del bucle PISO (Presión Implícita con Operador de División) e incorpora la variación de la resistencia eléctrica que ocurre a través del crecimiento de la capa de cobre. Este artículo demuestra la aplicación del método de áreas finitas para un problema de ECD e incorpora además el acoplamiento entre la mecánica de fluidos, la difusión iónica y la electroquímica.
Descripción
La deposición electroquímica (ECD) es un método comúnmente utilizado en el campo de la microelectrónica para crecer recubrimientos metálicos en un electrodo. El proceso de deposición ocurre en un baño electrolítico donde los iones disueltos del material que se deposita están suspendidos en un ácido mientras se aplica una corriente eléctrica a los electrodos. El modelo computacional propuesto utiliza el método de volúmenes finitos y el método de áreas finitas para predecir el crecimiento de cobre en la superficie de recubrimiento sin el uso de un método de nivel de conjunto o malla deformante, ya que no se espera que la cantidad de crecimiento de la capa de cobre impacte el movimiento del fluido. El método de áreas finitas permite al solucionador rastrear el crecimiento de la capa de cobre y utiliza la densidad de corriente como una función de forzado para un campo de potencial eléctrico en la superficie de recubrimiento. La densidad de corriente en la interfaz superficie electrolito-recubrimiento se converge dentro de cada iteración del bucle PISO (Presión Implícita con Operador de División) e incorpora la variación de la resistencia eléctrica que ocurre a través del crecimiento de la capa de cobre. Este artículo demuestra la aplicación del método de áreas finitas para un problema de ECD e incorpora además el acoplamiento entre la mecánica de fluidos, la difusión iónica y la electroquímica.