A deposição química de vapor (CVD) de carboneto de silício (SiC) é um processo utilizado para sintetizar cristais de SiC de alta qualidade, principalmente para utilização no fabrico de produtos electrónicos. Este método envolve a utilização da deposição de vapor químico a alta temperatura (HTCVD), que funciona a temperaturas que variam entre 2000°C e 2300°C. Neste processo, uma mistura de gases de reação é introduzida num reator fechado, onde se decompõe e reage na superfície de um material de substrato, formando uma película sólida de cristais de SiC. Esta película continua a crescer à medida que os gases de reação são continuamente fornecidos e os produtos sólidos são removidos da superfície do substrato.
Explicação pormenorizada:
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Configuração do reator e controlo da temperatura:
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O processo HTCVD para deposição de SiC ocorre num reator fechado, que é aquecido externamente para manter as altas temperaturas necessárias para as reacções químicas envolvidas. Estas temperaturas variam normalmente entre 2000°C e 2300°C, assegurando que os gases de reação se decompõem eficazmente e reagem com o substrato.Reacções químicas e misturas de gases:
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Os gases de reação utilizados no processo são tipicamente uma mistura de compostos voláteis de silício e carbono. Ao atingir o ambiente de alta temperatura do reator, estes gases decompõem-se e reagem na superfície do substrato. A composição exacta da mistura de gases e as reacções específicas podem variar, mas o objetivo geral é depositar uma camada de SiC no substrato.
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Mecanismo e crescimento da película:
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À medida que os gases de reação se decompõem e reagem, formam uma película sólida de SiC no substrato. Esta película cresce camada a camada à medida que mais gás é introduzido e reage. Os produtos sólidos, que já não são necessários, são destacados e afastados da superfície do substrato, permitindo o crescimento contínuo da película de SiC.Aplicações e vantagens:
O SiC produzido por CVD é notável pela sua baixa resistência eléctrica, tornando-o um condutor razoável de eletricidade. Esta propriedade é particularmente útil no fabrico de peças de precisão, em que técnicas como a maquinagem por descarga eléctrica (EDM) podem ser utilizadas para criar características finas e orifícios de elevada relação de aspeto. Além disso, a CVD permite o crescimento de películas de SiC monocristalinas com dopagem controlada, aumentando a sua utilidade no fabrico de produtos electrónicos.
