BR112012012496B1 - Dispositivo e utilizaqao de um dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dieletrica e um processo para o deposito de uma camada sobre um substrato inorganico - Google Patents

Abstract

PROCESSO E DISPOSITIVO DE POLARIZAÇÃO DE UM ELETRODO DBD. A invenção se refere a um dispositivo de tratamento de superfície de um substrato por descarga com barreira dielétrica, permitindo a geração de plasma filamentar, compreendendo uma câmara de reação, que comporta uma mistura, cuja composição é tal que, em contato com o plasma, se decompões e engendra espécies aptas a se depositarem em camada em grande parte ou na totalidade sobre o substrato, câmara na qual são colocados pelo menis dois eletrodos, dos quais um é levado à alta tensão AC, disposta de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre pelo menos esses dois eletrodos, e um transformador THT/HF, que comporta um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente contínua (DC) é intercalada em série no circuito secundário, de forma tal que espécies químicas geradas no plasma sob formas de íons eletricamente positivos ou negativos sejam seletivamente atraídas pelo substrato alvo, o qual é introduzido na câmara de reação e colocado entre pelo menos os dois eletrodos, e empurrados pelos eletrodos de carga correspondente.

Description

[001] A invenção se refere a um processo para o depósito de camadas sobre um substrato inorgânico, a fim de modificar-lhe as propriedades. Em particular, a invenção visa o depósito de camadas sobre placas de vidro. No contexto da invenção, o tratamento de superficie de um substrato e o depósito de camadas sobre um substrato têm uma significação idêntica.

[002] A invenção se refere também a uma instalação, permitindo aplicar o processo em questão, notadamente em continuo.

[003] Diferentes processos são aplicados para depositar revestimentos em camada finas sobre substratos diversos. Eles se diferenciam notadamente pela forma cuja energia é gerada para a produção e/ou a ligação ao suporte dos compostos desejados.

[004] Os depósitos de revestimentos em camadas finas tocam diversas aplicações, como a eletrônica, os revestimentos anti-corrosão e tribológicos, tais como as camadas refratárias (nitretos, carbonetos e óxidos de titânio ou de aluminio), os revestimentos com propriedades ópticas (anti-reflexos, anti-solares, filtros, etc.), os revestimentos oferecendo outras propriedades de superficie particulares (anti-microbiana, auto-limpante, hidrófilo, hidrófobo, etc.), as camadas de óxido de estanho condutoras para aplicações diversas (fotovoltaicas, LED, OLED, orgânica fotovoltaica, etc.).

[005] Os substratos referidos podem ser de diversos tipos: vidro, aço, cerâmica, polimeros orgânicos, termoplásticos, etc.

[006] Distinguem-se principalmente quatro técnicas de depósito de camadas finas aplicáveis em particular no dominio do vidro: o solo-gel, o magnetron, o spray pirolitico, e o depósito quimico em fase vapor (CVD).

[007] O CVD consiste em enviar sobre um substrato quente reagentes quimicos ou precursores, previamente vaporizadas, e que se decompõem por pirólise ao contato do substrato quente.

[008] Esse processo é comumente aplicado "on-line", quando da produção do vidro flotado. São obtidas assim camadas finas (da ordem de algumas dezenas ou centenas de nm) , notadamente de óxidos. As cepas obtidas são densas, de uma grande pureza e geralmente muito estáveis quimicamente, assim como mecanicamente. As velocidades de depósito são elevadas.

[009] Todavia, a faixa de materiais que podem ser depositados é limitada, pois é dificil encontrar precursores volatilizáveis e que vão pirolisar na faixa de temperaturas acessiveis aos fabricantes de vidros (500 - 750 °C) . Uma possibilidade de se livrar da temperatura do substrato e, portanto, alargara faixa dos precursores utilizáveis em CVD e, por conseguinte, a faixa de materiais depositável, é de combinar o CVD clássico (eventualmente a mais baixa temperatura) com um dispositivo plasma.

[010] A PECVD (para "Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition") pode ser feita com o auxilio de qualquer plasma: plasmas frios (fora de equilíbrio) ou plasmas térmicos (em equilíbrio). Os plasmas frios são geralmente preferidos. As espécies ativas do plasma (elétrons, ions, metastável, etc.) possuem tipicamente energias de vários electronvolts (eV) e podem assim provocar a dissociação ou a ativação dos precursores químicos.

[011] Para manter o plasma fora de equilíbrio, é frequentemente necessário trabalhar à pressão reduzida. A maior parte das técnicas conhecidas de PECVD utilizam, portanto, plasmas à baixa pressão. Todavia, para aplicar esse processo para fins industriais, é necessário minimizar os custos. Há, portanto, um interesse crescente da parte dos industriais para transferir as tecnologias plasma baixas pressões para tecnologias plasma que funcionam em uma faixa de pressão próxima da pressão atmosférica.

[012] Distinguem-se, por outro lado, nos processos de depósito sob plasma diferentes regimes: o regime sob plasma homogêneo (conhecido pelo nome de "glow discharge plasma"). Ele permite depósitos muito homogêneos e requer um nível de energia relativamente baixo. Ao contrário, é mais lento, é preciso cantoná-lo em uma faixa de frequência mais restrita para que permaneça estável e limite a composição das espécies que se podem depositar.

[013] Caso se aumente a energia do plasma, corre-se o risco de provocar o aparecimento de arcos elétricos. A interposição de um dielétrico entre os eletrodos permite manter um regime intermediário entre a "glow discharge" e o aparecimento de arcos: fala-se de regime "filamentar". Os "filamentos", eminentemente instáveis, veiculam uma energia elevada e permitem, portanto, diminuir tanto o tempo de tratamento, isto é, acelerar a passagem do substrato. Por outro lado, devido mesmo à ação aleatória dos filamentos, obtém-se paradoxalmente uma taxa de repartição muito homogênea dos materiais depositados. A aplicação dessas duas tecnologias foi longamente descrita nas obras e é, portanto, conhecida do técnico.

[014] Procurou-se aliar as potencialidades dos processos de tratamento por CVD clássica com as potencialidades de um processo plasma à pressão atmosférica. A escolha do Requerente se referiu à utilização de uma descarga com barreira dielétrica (DBD). Esta tem, com efeito, a vantagem, em relação aos outros processos plasma, de funcionar tanto à baixa pressão, quanto à pressão atmosférica e permitir um tratamento continuo em grandes superficies, o que implica que se possa desenvolver potências wattées da ordem do Mega/Watt.

[015] Quando da formação do depósito pelo processo DBD, constata-se que o depósito é simétrico, isto é, a quantidade de matéria depositada sobre o substrato e sobre o eletrodo é a mesma por unidade de tempo.

[016] O depósito sobre eletrodo é não desejado e constitui um freio importante para a exploração desse processo nas aplicações industriais de grande capacidade, pois ele perturba rapidamente a qualidade da camada depositada sobre o substrato alvo pela modificação do espaço inter-eletrodo que constitui um dado essencial para garantir a formação de uma camada homogênea.

[017] Limpezas frequentes seriam, portanto, indispensáveis, acarretando perdas de produtividade, assim como um desdobramento das instalações de depósito de camada nos processos de produção continua para permitir uma limpeza alternada.

[018] Ora, constata-se que as espécies quimicas formadas no plasma são notadamente sob a forma de ions positivos e negativos. Isto quer dizer que as espécies quimicas que intervêm no processo de formação da camada sobre o material a revestir não são eletricamente neutras.

[019] Uma primeira finalidade da invenção é de reduzir, até mesmo eliminar, os depósitos parasitas sobre o eletrodo levado à alta tensão, polarizando esta.

[020] Uma outra finalidade é de melhorar o rendimento de processos de depósito de camadas, aumentando a tensão sobre a alternância durante a qual as espécies desejadas se depositam sobre um substrato.

[021] Um primeiro objeto da invenção é um processo para o depósito de uma camada sobre um substrato inorgânico, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes operações: introduzir ou fazer passar um substrato em uma câmara de reação na qual são colocados pelo menos dois eletrodos posicionados de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica sendo colocada entre pelo menos esses dois eletrodos; - colocar em serviço uma alimentação estabilizada em amplitude e em frequência, compreendendo um transformador muito alta tensão (THT) e alta frequência (HT), compreendendo um circuito secundário nos terminais do qual pelo menos dois eletrodos estão ligados; - gerar no circuito secundário desse transformador uma tensão elétrica à alta frequência estabilizada de valor tal que ela acarreta a geração de um plasma filamentar na câmara de reação, entre pelo menos os dois eletrodos, o plasma sendo composto de elétrons, de espécies neutras, de ions positivo e negativo, de espécies no estado estável e excitado; colocar em serviço uma alimentação de corrente continua (DC) instalada em série com o transformador THT/HF para gerar uma tensão continua que se superpõe à tensão alternativa gerada pelo transformador, de forma a aumentar a polaridade do substrato e diminuir a polaridade do eletrodo ou reciprocamente, segundo o valor da tensão alternativa; - introduzir na câmara de reação uma mistura, da qual a composição é tal que, em contato do plasma, ele se decompõe e gera espécies aptas a se depositar em camada em grande parte ou na totalidade sobre o substrato; - manter o substrato na câmara durante um periodo de tempo suficiente para se obter sobre pelo menos uma de suas faces uma camada de espessura desejada.

[022] Anotar-se-á que o processo da invenção é definido em termos de "operações" mais do que de "etapas", isto é, que a sucessão das operações não ocorre obrigatoriamente na ordem em que elas são enunciadas acima.

[023] A câmara de reação pode ser um sistema fechado, tal como aplicado em um processo dito "off-line", ou aberto, tal como um processo dito "on-line" de depósito em linha de camadas sobre um substrato, por exemplo, o vidro.

[024] Tipicamente, as tensões elétricas estão compreendidas entre 1 e 50 kV.

[025] Habitualmente, a mistura introduzida na câmara precursores gasosos organo-metálicos à base de Ti, Si, Zr, Sn e de Al, ou sua mistura, capazes de formar espécies aptas a se depositarem para formar camadas metálicas ou de óxidos metálicos sobre o substrato. A mistura pode também conter outras substâncias, tais como gases vetores, oxidantes, água, dopantes de óxidos metálicos à base de Sn, F, In, etc, em proporções conhecidas do técnico que ele utilizará em função da tecnologia de depósito.

[026] Os periodos de tempo estão geralmente compreendidos entre 1 seg e 1 min, de preferência entre 10s e 50s. As espessuras de camadas obtidas são também variáveis, tipicamente compreendidas entre alguns nanômetros e algumas centenas de nanômetros, tipicamente entre 1 nm e 1000 nm.

[027] O processo compreende, além disso, a operação que consiste em ajustar o valor da fonte DC, de forma que a tensão alternativa não atinja o valor de ignição em um dos sentidos da polaridade.

[028] Um outro objeto da invenção é um dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dielétrica, permitindo a geração de plasma filamentar, compreendendo uma câmara de reação, que comporta uma mistura, cuja composição é tal que, em contato com o plasma, ela se decompõe e gera espécies aptas a se depositarem em camada em grande parte ou na totalidade sobre o substrato, câmara na qual são colocados pelo menos dois eletrodos do qual um é levado à alta tensão AC, dispostas de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre pelo menos esses dois eletrodos, e um transformador THT/HF que comporta um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente continua (DC) é intercalada em série no circuito secundário, de forma tal que espécies quimicas geradas no plasma sob a forma de ions eletricamente positivos ou negativos sejam seletivamente atraidas pelo substrato alvo, o qual é introduzido na câmara de reação e colocado entre pelo menos dois eletrodos, e repelidos pelos eletrodos de carga correspondente.

[029] Por essa disposição em série da fonte de corrente DC com o circuito secundário do transformador, evita-se a presença de selfs de bloqueio da tensão AC. Isto apresenta notadamente a vantagem de simplificar a montagem elétrica e, portanto, reduzir os custos de utilização na escala industrial.

[030] A fonte DC intercalada em série no circuito secundário do transformador THT/HF, cujas tensões DC estão, de preferência compreendidas entre lkV e 15 kV, permite reduzir o depósito não desejado sobre o eletrodo de 3 % a 7 %. De acordo com um modo de regulagem vantajoso, as tensões DC geradas pela fonte DC estão compreendidas entre 15,1 kV e 100 kV, permitindo uma redução do depósito não desejado sobre o eletrodo de pelo menos 7 %.

[031] A titulo de exemplos particulares, valores de tensões DC compreendidas entre 2 0 e 100 kV, de forma mais preferida entre 20 e 80 kV, dão reduções de depósitos indesejáveis de pelo menos 15 %, em particular de pelo menos 35 %. Especificamente, para tensões de 20, 40, 60, 80 kV, consegue-se uma redução de depósitos respectivamente de 15 %, 25 %, 30 % e 35 %.

[032] A câmara de reação pode ser um sistema fechado, tal como utilizado em um processo dito "off-line", ou aberto, tal como um processo dito "on line" de depósito em linha de camadas sobre vidro, por exemplo. 0 substrato pode, portanto, passar através da câmara de reação ou ser ai colocado.

[033] De acordo com uma forma de realização vantajosa, a fonte DC é obtida com o auxilio de um circuito corretor alimentado diretamente por uma fração da tensão HF medida no gerador THT/HF.

[034] O dispositivo compreende, de preferência, um comutador que permite permutar os pólos positivo e negativo, a fim de polarizar o eletrodo, seja positivamente, seja negativamente em relação ao substrato alvo.

[035] Meios de ajuste da tensão de polarização são vantajosamente previstos, tais como os potenciômetros, de forma tal que essa tensão permita a ignição do plasma apenas sobre uma semi-alternância positiva ou negativa, a polarização sendo tal que o plasma gere as espécies quimicamente responsáveis pelo depósito de camada, quando o eletrodo é de sinal contrário a essas espécies.

[036] Os pólos da fonte DC são vantajosamente curto- circuitados por uma capacidade, cuja impedância é pelo menos 1000 vezes menor do que aquela constituída pela célula de descarga, esta tendo por valor tipico algumas centenas de pF.

[037] Vantajosamente, o dispositivo comporta uma capacidade de bloqueio colocada diretamente em série com o transformador, a fim de evitar que a componente continua da corrente possa perturbar o funcionamento desse transformador THT/HF. Essas capacidades de bloqueio têm valores habitualmente de alguns pF.

[038] Uma primeira vantagem do processo e do dispositivo da invenção é que a diminuição, até mesmo a eliminação de depósitos parasitas sobre o eletrodo levado à alta tensão, não gera perturbação no nivel da descarga plasma, tais como as modificações das constantes dielétricas e do espaço inter-eletrodo, e que não é mais necessário interromper o processo, a fim de realizar uma limpeza do eletrodo.

[039] Uma outra vantagem do processo da invenção é que a polarização do eletrodo levado à alta tensão permite aplicar um aumento de tensão sobre a alternância durante a qual o depósito de camada ocorre o substrato. Esse aumento de tensão permite, para uma distância inter-eletrodo determinada, aumentar o rendimento de matéria assim como as velocidades de depósito. Ele permite também, para uma velocidade de depósito ou um rendimento de matéria determinado, aumentar o espaço que separa os eletrodos.

[040] O dispositivo e o processo da invenção são muito vantajosamente adaptados ao depósito de camadas orgânicas e/ou inorgânicas, tais como metais, de óxidos metálicos e polimeros, sobre um substrato, tal como o vidro flotado, isto é, aplicado "on line", quando da produção do vidro flotado, conforme mencionado mais acima.

[041] A invenção se refere também à utilização de um dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dielétrica, permitindo a geração de plasma filamentar, compreendendo uma câmara de reação, comportando uma mistura, cuja composição é tal que, em contato com o plasma, ela se decompõe e gera espécies aptas a se depositarem em camada em grande parte ou na totalidade sobre o substrato, câmara na qual são colocados pelo menos dois eletrodos, dos quais um é levado à alta tensão AC, dispostos de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre pelo menos esses dois eletrodos, e um transformador THT/HF, comportando um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente continua (DC) é intercalada em série no circuito secundário, para reduzir ou eliminar os depósitos indesejáveis sobre o eletrodo levado à alta tensão AC.

[042] Muito vantajosamente, as tensões DC da fonte DC estão compreendidas entre 20 e 100 kV, de forma mais preferida entre 20 e 80 kV, levando a reduções de depósitos indesejáveis de pelo menos 15 %, em particular de pelo menos 35 %.

[043] A invenção se refere, além disso, à utilização de um dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dielétrica, permitindo a geração de plasma filamentar, compreendendo uma câmara de reação, que comporta uma mistura, cuja composição é tal que, em contato com o plasma, se decompõe e gera espécies aptos a se depositar em camada em grade parte ou na totalidade sobre o substrato, câmara na qual são colocados pelo menos dois eletrodos, dos quais um é levado à alta tensão AC, dispostos de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre pelo menos esses dois eletrodos, e um transformador THT/HF, comportando um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente continua (DC) é intercalada em série no circuito secundário, para melhorar o rendimento de processos de depósito de camadas por aumento da tensão sobre alternância durante a qual as espécies desejadas se depositam sobre o substrato.

[044] As características preferenciais do dispositivo definidas acima se aplicam também no caso no âmbito da utilização desse dispositivo.

[045] Esses aspectos, assim como outros aspectos da invenção são descritos mais em detalhes abaixo referência sendo feita aos desenhos das figuras, nas quais: - a figura 1 representa um esquema simplificado de um modo de polarização série; - a figura 2 representa um esquema simplificado de um modo de polarização com medida de tensão sobre o secundário do transformador e correção; - a figura 3 representa um gráfico, que mostra o efeito de superposição das duas tensões continua e alternada.

[046] As figuras não estão desenhadas na escala. Geralmente, elementos semelhantes são denotados por referências semelhantes nas figuras.

[047] A invenção se refere a um processo e a um dispositivo de polarização em corrente continua (DC) de uma célula de um dispositivo de descarga com barreira dielétrica (DBD), permitindo reduzir ou anular qualquer depósito não desejado sobre um dos eletrodos dessa célula, por exemplo, de pelo menos 15 %, em particular de pelo menos 35 % para tensões compreendidas entre 20 e 100 kV. O eletrodo é utilizado para a geração do plasma, produzindo espécies quimicas sob formas de ions eletricamente positivos ou negativos, formando por deposição uma camada sobre um substrato alvo, que é, por exemplo, um volume de vidro.

[048] Essa função pode ser melhorada por uma polarização DC do eletrodo, o que permite reduzir ou anular qualquer depósito não desejado sobre esse eletrodo. Com efeito, a polarização do eletrodo levado à alta tensão permite repelir as cargas elétricas de mesmo sinal e, portanto, reduzir a formação de um depósito não desejado sobre esse eletrodo. Com efeito, nesse caso, só as espécies, em geral das moléculas ionizadas, de sinal oposto àquele do eletrodo são atraidos por esta e podem ai se depositar, o que diminui consideravelmente a velocidade do depósito não desejado.

[049] Conforme mostrado na figura 3, a tensão de polarização pode ser ajustada de modo que ela não permita mais a ignição do plasma do que sobre uma semi-alternância (positiva ou negativa). Isto é tornado possivel, aplicando- se uma polarização, tal como a tensão resultante entre o eletrodo alta tensão e a massa seja inferior à tensão de ignição do plasma. Desde então, é possivel evitar qualquer depósito ligado à semi-alternância positiva ou negativa. As espécies quimicas responsáveis pelo depósito de camada não sendo mais geradas durante o semi-periodo durante o qual eles são atraidos para o eletrodo, o depósito parasita é praticamente suprimido.

[050] Essa polarização é obtida, intercalando em série no circuito secundário do transformador THT/HT uma fonte DC, de preferência, compreendida entre 1 kV e 15 kV, e seguindo um modo de regulagem vantajosa entre 15,1 kV e 100 kV. A título de exemplos particulares, valores de tensões DC compreendidas entre 20 e 100 kV, de forma mais preferidas entre 20 e 80 kV, dão reduções de depósitos indesejáveis de pelo menos 15%, em particular de pelo menos 35%. Especificamente, para tensões de 20, 40, 60, 80 kV, obtém-se uma redução respectivamente de 15 %, 25 %, 30 % e 35 %.

[051] Mais precisamente, a fonte DC é intercalada entre a massa, comum com a colocação na terra, e a junção "fria" do circuito secundário do transformador alta tensão e da self de compensação, conforme mostrado na figura 1. Em certas situações, a fim de evitar que a componente contínua possa perturbar o funcionamento do transformador alta tensão THF/HF provocando a saturação magnética de seu núcleo em ferrita, é vantajoso intercalar uma capacidade de bloqueio Cc colocada diretamente em série com o transformador.

[052] A fonte DC com pólos flutuantes para permitir, segundo os diferentes tipos de camada, uma polarização positiva ou negativa. Os pólos positivo e negativo podem ser comutados, a fim de polarizar o eletrodo seja positivamente, seja negativamente em relação ao substrato alvo. Os pólos da fonte DC são shuntados por uma capacidade, cuja impedância é pelo menos 1000 vezes menos do que a capacidade da célula de descarga, que na realidade constitui o equivalente elétrico da câmara com plasma onde se desenrolam as operações de tratamento de superfície. A capacidade em paralelo sobre a alimentação DC tem um valor tal que sua impedância seja nitidamente inferior àquela da célula de descarga a fim de não perturbar o funcionamento do circuito ressonante formado pelo acoplamento entre a parte capacitiva do sistema (Cp) e a parte indutiva dos selfs de compensação (Lc).

[053] No caso de instalações de forte potência, necessárias às cadências de produção elevada, pode ser vantajoso gerar a tensão DC de polarização, medindo u ma fração da tensão alta frequência. Conforme está representado na figura 2, a fonte DC é obtida com o auxilio de um circuito corretor alimentado diretamente por uma fração da tensão THT/HF medida no gerador THT/HF.

[054] Aparecerá evidente para o técnico que a presente invenção não está limitada aos exemplos ilustrados e descritos acima. A invenção compreende cada uma das características novas, assim como sua combinação. A presença de números de referência não pode ser considerada como limitativa. O uso do termo "compreende" não pode de forma alguma excluir a presença de outros elementos que aqueles mencionados. O uso do artigo definido "um" para introduzir um elemento não exclui a presença de uma pluralidade desses elementos. A presente invenção foi descrita em relação com modos de realizações especificas, que têm um valor puramente ilustrativo e não devem ser considerados como limitativos.

Claims (15)

1. Dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dielétrica, com a geração de plasma filamentar, caracterizado pelo fato de compreender uma câmara de reação tendo em operação uma mistura cuja composição é tal que em contato com o plasma, ela se decompõe e gera espécies aptas a se depositarem, em grande parte ou em sua totalidade, em camadas sobre o substrato, e posicionados na referida câmara estão pelo menos dois eletrodos posicionados em ambos os lados do substrato, um dos eletrodos sendo levado à alta tensão AC, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre esses pelo menos dois eletrodos, e um transformador THT/HF tendo um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente continua (DC) é intercalada em série no circuito secundário, de forma tal que espécies quimicas geradas no plasma sob a forma de ions eletricamente positivos ou negativos sejam seletivamente atraidas pelo substrato alvo, o qual é introduzido na câmara de reação e colocado entre os pelo menos dois eletrodos, e repelidos pelos eletrodos de carga correspondente.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fonte DC intercalada no circuito HF do transformador THT estar compreendida entre 1 kV e 15 kV.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as tensões DC geradas pela fonte DC intercalada no circuito HF do transformador THT estão compreendidas entre 15,1 e 100 kV.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de as tensões DC geradas pela fonte DC estão compreendidas entre 20 e 100 kV, de forma mais preferidas entre 20 e 80 kV.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a fonte DC ser obtida por meio de um circuito corretor alimentado diretamente por uma fração da tensão THT/HF proveniente no gerador THT.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de compreender um comutador, permitindo permutar os pólos positivo e negativo, a fim de polarizar o eletrodo, positiva ou negativamente em relação ao substrato alvo.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender meios de ajuste da tensão de polarização, de forma tal que essa tensão somente permita a ignição do plasma que sobre uma semi-alternância positiva ou negativa, em que a polarização é tal que o plasma gere espécies quimicamente responsáveis pelo depósito de camadas quando o eletrodo é sinal contrário a essas espécies.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de os pólos da fonte DC serem curto-circuitados por um capacitor, cuja impedância é pelo menos 1000 vezes menor do que aquela constituída pela célula de descarga.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de compreender uma capacitor de bloqueio colocada diretamente em série com o transformador, de forma a evitar que o componente continuo da corrente seja capaz de perturbar o funcionamento desse transformador THT/HF.

10. Processo para o depósito de uma camada sobre um substrato inorgânico, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes operações: introduzir ou fazer passar um substrato em uma câmara de reação na qual pelo menos dois eletrodos são posicionados de ambos os lados do substrato, e pelo menos uma barreira dielétrica sendo colocada entre esses pelo menos dois eletrodos; colocar em serviço uma alimentação estabilizada em amplitude e em frequência, compreendendo um transformador muito alta tensão (THT) e alta frequência (HT), compreendendo um circuito secundário nos terminais do qual pelo menos dois eletrodos estão ligados; gerar no circuito secundário desse transformador uma tensão elétrica à alta frequência estabilizada de valor tal que ela acarreta a geração de um plasma filamentar na câmara de reação, entre os pelo menos dois eletrodos, em que o plasma é composto de elétrons, de espécies neutras, ions positivos e negativos, de espécies no estado estável e excitado; colocar em serviço uma alimentação de corrente continua (DC) colocada em série com o transformador THT/HF para gerar uma tensão continua que se superpõe à tensão alternativa gerada pelo transformador, de forma a aumentar a polaridade do substrato e diminuir a polaridade do eletrodo ou reciprocamente, de acordo com o valor da tensão alternativa; introduzir na câmara de reação uma mistura, da qual a composição é tal que, em contato do plasma, ele se decompõe e gera espécies aptas a serem depositadas, em grande parte ou em sua totalidade, em camadas sobre o substrato; manter o substrato na câmara de reação durante um periodo de tempo suficiente para se obter sobre pelo menos uma de suas faces uma camada de espessura desejada.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente, a seguinte operação: ajustar o valor da fonte DC, de modo que a tensão alternada não atinja o valor de ignição em um dos sentidos da polaridade.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de compreender a inversão da polaridade em relação ao substrato.

13. Utilização de um dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dielétrica, permitindo a geração de plasma filamentar, caracterizado pelo fato de compreender uma câmara de reação que durante operação, comporta uma mistura, cuja composição é tal que ao contatar com o plasma, ela se decompõe e gera espécies aptas a se depositarem em camada em grande parte ou na totalidade sobre o substrato, câmara na qual são colocados pelo menos dois eletrodos, dos quais um é levado à alta tensão AC, dispostas de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre pelo menos esses dois eletrodos, e um transformador THT/HF comportando um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente continua (DC) é intercalado em série no circuito secundário, para reduzir ou eliminar os depósitos indesejáveis sobre o eletrodo levado à alta tensão AC.

14. Utilização, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de as tensões DC da fonte DC estarem compreendidas entre 20 e 100 kV, de forma mais preferidas entre 20 e 80 kV, levando a reduções de depósitos indesejáveis de pelo menos 15 %, em particular de pelo menos 35 %.

15. Utilização de um dispositivo de tratamento de superficie de um substrato por descarga com barreira dielétrica, caracterizado pelo fato de permitir a geração de plasma filamentar, compreendendo uma câmara de reação que durante operação, comporta uma mistura, cuja composição é tal que ao contatar com o plasma, ela se decompõe e gera espécies aptas a se depositarem em camada em grande parte ou na totalidade sobre o substrato, câmara na qual são colocados pelo menos dois eletrodos, dos quais é um é levado à alta tensão AC, dispostos de ambos os lados do substrato, pelo menos uma barreira dielétrica (DBD) colocada entre pelo menos esses dois eletrodos, e um transformador THT/HF que comporta um circuito secundário, no qual uma fonte de corrente continua (DC) é intercalada em série no circuito secundário, para melhorar o rendimento de processos de depósito de camadas pelo aumento da tensão sobre a alternância durante a qual as espécies desejadas se depositam sobre o substrato.

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