Os reactores de deposição química em fase vapor (CVD) podem ser classificados em vários tipos com base em diferentes parâmetros, como as condições de funcionamento, as caraterísticas físicas do vapor e os métodos de aquecimento do substrato.A classificação primária inclui CVD à pressão atmosférica (APCVD), CVD a baixa pressão (LPCVD), CVD a vácuo ultra-alto (UHVCVD), CVD reforçado por plasma (PECVD), CVD metal-orgânico (MOCVD) e outros como CVD a laser (LCVD) e CVD fotoquímico (PCVD).Cada tipo tem caraterísticas operacionais e aplicações distintas, o que os torna adequados para necessidades industriais e de investigação específicas.
Pontos-chave explicados:
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Classificação por condições de funcionamento:
- CVD à pressão atmosférica (APCVD): Funciona à pressão atmosférica, sendo adequado para a produção em grande escala devido aos requisitos de equipamento mais simples.
- CVD de baixa pressão (LPCVD): Funciona a pressões reduzidas, proporcionando uma melhor uniformidade da película e uma melhor cobertura das fases, normalmente utilizada no fabrico de semicondutores.
- CVD de vácuo ultra-alto (UHVCVD): Funciona a pressões extremamente baixas, ideal para a deposição de películas de elevada pureza com o mínimo de contaminação.
- CVD subatmosférico (SACVD): Funciona a pressões ligeiramente abaixo da atmosférica, equilibrando entre APCVD e LPCVD em termos de qualidade da película e taxa de deposição.
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Classificação por caraterísticas físicas do vapor:
- CVD assistido por aerossol (AACVD): Utiliza aerossóis para fornecer precursores, permitindo a deposição de materiais complexos.
- CVD de injeção direta de líquido (DLICVD): Envolve a injeção de precursores líquidos diretamente no reator, permitindo um controlo preciso do fornecimento e da composição dos precursores.
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Classificação por aquecimento do substrato:
- CVD de parede quente: Toda a câmara do reator é aquecida, proporcionando uma distribuição uniforme da temperatura, mas podendo conduzir a reacções indesejadas nas paredes da câmara.
- CVD de parede fria: Apenas o substrato é aquecido, reduzindo reacções indesejadas nas paredes da câmara e melhorando a pureza da película.
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Outros tipos especializados de CVD:
- CVD com Plasma (PECVD): Utiliza o plasma para melhorar as reacções químicas, permitindo a deposição a temperaturas mais baixas, o que é benéfico para substratos sensíveis à temperatura.
- CVD metal-orgânico (MOCVD): Utiliza precursores metal-orgânicos, normalmente utilizados para depositar semicondutores compostos como o GaN e o InP.
- CVD a laser (LCVD): Utiliza feixes de laser para aquecer localmente o substrato, permitindo uma deposição precisa e localizada.
- CVD fotoquímico (PCVD): Utiliza luz ultravioleta para iniciar reacções químicas, adequada para depositar películas a baixas temperaturas.
- Infiltração química de vapor (CVI): Especificamente utilizado para infiltrar substratos porosos para criar materiais compósitos.
- Epitaxia por feixe químico (CBE): Uma variação da CVD utilizada para o crescimento epitaxial de alta precisão de camadas de semicondutores.
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Variantes adicionais:
- Deposição de camada atómica (ALD): Uma forma precisa de CVD em que as películas são depositadas uma camada atómica de cada vez, proporcionando um excelente controlo da espessura e da conformidade.
- Deposição de vapor físico-químico híbrido (HPCVD): Combina técnicas de deposição de vapor físico e químico, oferecendo propriedades materiais únicas.
Cada tipo de reator CVD tem o seu próprio conjunto de vantagens e limitações, tornando-os adequados para aplicações específicas que vão desde a microeletrónica à ciência dos materiais avançados.A compreensão destas classificações ajuda a selecionar o processo CVD adequado para um determinado material e aplicação.
Tabela de resumo:
| Classificação | Tipos | Caraterísticas principais |
|---|---|---|
| Por condições de funcionamento | APCVD, LPCVD, UHVCVD, SACVD | Os níveis de pressão, a qualidade da película e as taxas de deposição variam. |
| Por caraterísticas físicas | AACVD, DLICVD | Utiliza aerossóis ou precursores líquidos para uma deposição precisa do material. |
| Por aquecimento de substrato | CVD de parede quente, CVD de parede fria | Os métodos de aquecimento afectam a uniformidade da temperatura e a pureza da película. |
| Tipos especializados de CVD | PECVD, MOCVD, LCVD, PCVD, CVI, CBE | Técnicas exclusivas para aplicações específicas, como deposição a baixa temperatura ou epitaxia. |
| Variantes adicionais | ALD, HPCVD | Métodos avançados para precisão ao nível atómico e propriedades de materiais híbridos. |
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