As etapas do processo CVD (Chemical Vapor Deposition) podem ser resumidas da seguinte forma:
1) Introdução de produtos químicos precursores: Os produtos químicos precursores, que são a fonte do material da película desejada, são introduzidos no reator de CVD. Normalmente, isto é feito através da introdução dos gases reagentes e dos gases inertes diluentes na câmara de reação a um caudal especificado.
2) Transporte das moléculas precursoras: Uma vez no interior do reator, as moléculas precursoras têm de ser transportadas para a superfície do substrato. Isto é conseguido através de uma combinação de transporte fluido e difusão. Os gases reagentes movem-se em direção ao substrato, guiados pelo padrão de fluxo no interior do reator.
3) Adsorção na superfície do substrato: Ao atingir a superfície do substrato, as moléculas precursoras adsorvem-se ou fixam-se à superfície. Este processo de adsorção é influenciado por factores como a temperatura, a pressão e as propriedades do material do substrato.
4) Reacções químicas: Uma vez adsorvidas na superfície do substrato, as moléculas precursoras sofrem reacções químicas com o material do substrato. Estas reacções resultam na formação da película fina desejada. As reacções específicas dependem da natureza dos precursores e do material do substrato.
5) Dessorção de subprodutos: Durante as reacções químicas, são também geradas moléculas de subprodutos. Estes subprodutos têm de ser dessorvidos da superfície do substrato para dar lugar a mais moléculas precursoras. A dessorção pode ser facilitada através do controlo das condições de temperatura e pressão dentro da câmara de reação.
6) Evacuação de subprodutos: Os subprodutos gasosos das reacções são evacuados da câmara de reação através de um sistema de exaustão. Isto ajuda a manter o ambiente químico desejado dentro da câmara e evita a acumulação de subprodutos indesejados.
É importante notar que o processo CVD pode ocorrer tanto na superfície do substrato como na fase gasosa da atmosfera do reator. As reacções na superfície do substrato são conhecidas como reacções heterogéneas e desempenham um papel crucial na formação de películas finas de elevada qualidade.
O processo de CVD é realizado numa câmara de reação fechada, que inclui normalmente componentes como uma fonte de gases e respectivas linhas de alimentação, controladores de fluxo de massa para controlo dos gases, fontes de aquecimento para aquecer o substrato, sensores de temperatura e pressão para monitorização, um tubo de quartzo para manter o substrato e uma câmara de exaustão para tratar quaisquer gases nocivos produzidos como subprodutos.
Em termos gerais, o processo CVD envolve a introdução, o transporte, a adsorção, a reação e a evacuação controlados de produtos químicos precursores para depositar películas finas dos materiais desejados na superfície de um substrato.
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