A forma completa de Hfcvd é Hot Filament Chemical Vapor Deposition.
5 pontos-chave explicados
1. Filamento quente
No processo HFCVD, um filamento feito de metais refractários como o tungsténio (W), o rénio (Re) ou o tântalo (Ta) é aquecido a temperaturas extremamente elevadas (2173 a 2773 K).
Este aquecimento é conseguido através da resistência eléctrica.
O filamento actua como uma resistência num circuito elétrico, convertendo a energia eléctrica em calor.
2. Deposição em fase vapor por processo químico (CVD)
A deposição química em fase vapor (CVD) é um processo utilizado para produzir materiais sólidos de elevada pureza e elevado desempenho.
Este processo é frequentemente utilizado na indústria dos semicondutores para produzir películas finas.
Na CVD, o material do substrato é exposto a um ou mais precursores voláteis.
Estes precursores reagem e/ou decompõem-se na superfície do substrato para produzir o depósito desejado.
3. Processo de deposição em HFCVD
No HFCVD, os gases de alimentação, normalmente hidrogénio (H2) e metano (CH4), são introduzidos na câmara de reação.
Estes gases são termicamente dissociados pelo filamento quente.
Os gases dissociados depositam-se então no substrato, que é pré-aquecido a uma temperatura mais baixa (673 a 1373 K).
A distância entre o filamento e o substrato é crucial e é normalmente mantida entre 2-8 mm para otimizar o processo de deposição.
4. Vantagens e Desvantagens
O HFCVD é particularmente útil para o crescimento de pastilhas de diamante CVD micronizado e nanocristalino de grandes dimensões.
Esta é uma vantagem significativa em relação a outros métodos, como o CVD por micro-ondas (MPCVD) e o método de arco elétrico (DCCVD), que são limitados no tamanho das bolachas que podem produzir.
No entanto, uma das principais desvantagens da HFCVD é a deterioração mecânica do filamento devido à formação de carbonetos metálicos e subsequente inchaço, flexão, fissuração e fragilidade.
5. Aplicações
Apesar dos seus inconvenientes, a HFCVD continua a ser uma tecnologia crucial tanto na investigação como nas aplicações comerciais.
É particularmente utilizada na preparação de películas de diamante para áreas de alta tecnologia, como a eletrónica, a eletroquímica e a indústria química.
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