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A deposição química em fase vapor (CVD) é uma técnica versátil utilizada para depositar películas finas de vários materiais em substratos.Os materiais utilizados na CVD incluem uma vasta gama de precursores, tais como halogenetos, hidretos, alcóxidos metálicos, dialquilamidas metálicas, dicetonatos metálicos, carbonilos metálicos e organometálicos.Estes precursores são escolhidos com base nas propriedades desejadas da película e na aplicação específica.A CVD pode depositar películas metálicas, películas não metálicas, películas de ligas multicomponentes e camadas cerâmicas ou compostas.O processo é realizado a pressão normal ou a baixo vácuo, permitindo boas propriedades de difração e o revestimento uniforme de formas complexas.Apesar das suas vantagens, a CVD enfrenta desafios como as elevadas temperaturas de reação e a utilização de produtos químicos tóxicos, que exigem um manuseamento e eliminação cuidadosos.

Pontos-chave explicados:

1. Tipos de precursores utilizados na DCV:

   • Halogenetos:Exemplos incluem HSiCl3, SiCl2, TiCl4 e WF6.Estes compostos são frequentemente utilizados devido à sua elevada reatividade e capacidade de formar películas estáveis.
   • Hidretos:Exemplos incluem AlH(NMe3)3, SiH4, GeH4 e NH3.Os hidretos são normalmente utilizados para depositar películas de elementos como o silício e o germânio.
   • Alcóxidos metálicos:Os exemplos incluem o TEOS (tetraetilortosilicato) e o TDMAT (tetraquis(dimetilamido)titânio).Estes precursores são utilizados para depositar películas de óxido.
   • Dialquilamidas metálicas:Um exemplo é o Ti(NMe2), que é utilizado para depositar películas à base de titânio.
   • Diketonatos metálicos:Um exemplo é o Cu(acac) (acetilacetonato de cobre(II)), utilizado para depositar películas de cobre.
   • Carbonilos metálicos:Um exemplo é o Ni(CO) (tetracarbonilo de níquel), utilizado para depositar películas de níquel.
   • Organometálicos:Exemplos incluem AlMe3 (trimetilalumínio) e Ti(CH2tBu) (titânio terc-butilo).Estes são utilizados para depositar películas de metais como o alumínio e o titânio.
   • Oxigénio:Frequentemente utilizado como gás de reação para formar películas de óxido.

2. Materiais depositados por CVD:

   • Películas metálicas:A CVD pode depositar películas de metais como o alumínio, o titânio e o níquel.
   • Filmes não metálicos:Podem também ser depositados filmes de não metais como o silício e o germânio.
   • Filmes de ligas multicomponentes:A CVD é capaz de depositar ligas complexas com um controlo preciso da composição.
   • Camadas cerâmicas ou compostas:A CVD pode depositar materiais cerâmicos como o carboneto de silício (SiC) e camadas compostas como o nitreto de silício (Si3N4).

3. Caraterísticas do processo:

   • Condições de reação:As reacções CVD são normalmente realizadas a pressão normal ou a baixo vácuo, o que permite boas propriedades de difração e um revestimento uniforme de formas complexas.
   • Propriedades da película:A CVD pode produzir revestimentos de película fina com elevada pureza, boa densidade, pequena tensão residual e boa cristalização.
   • Controlo da temperatura:A temperatura de crescimento da película é muito inferior ao ponto de fusão do material da película, o que é crucial para a deposição de camadas de película de semicondutores.
   • Controlo das propriedades da película:A composição química, a morfologia, a estrutura cristalina e o tamanho do grão do revestimento podem ser controlados através do ajuste dos parâmetros de deposição.

4. Desafios e considerações:

   • Temperaturas de reação elevadas:A CVD requer normalmente temperaturas elevadas (850-1100°C), o que pode ser uma limitação para alguns substratos.Técnicas como a CVD assistida por plasma ou por laser podem atenuar este problema.
   • Utilização de produtos químicos tóxicos:Muitos precursores de CVD são tóxicos, exigindo métodos de manuseamento e eliminação seguros para proteger os trabalhadores e o ambiente.
   • Acabamento pós-revestimento:Os revestimentos CVD requerem frequentemente processos de acabamento pós-revestimento, como o tratamento térmico do aço ou tratamentos de superfície adicionais para obter as propriedades desejadas.

5. Aplicações e vantagens:

   • Versatilidade:A CVD pode revestir praticamente qualquer superfície, tornando-a adequada para uma vasta gama de aplicações, desde o fabrico de semicondutores até aos revestimentos de proteção.
   • Ligação química e metalúrgica:Os revestimentos formados por CVD criam uma forte ligação química e metalúrgica com o substrato.
   • Controlo da espessura:Os revestimentos CVD têm normalmente uma espessura média entre 0,0002 e 0,0005 polegadas, proporcionando um controlo preciso da espessura da película.

Em resumo, a CVD é uma técnica de deposição altamente versátil que utiliza uma variedade de precursores para depositar películas finas de metais, não metais, ligas e cerâmicas.O processo oferece um excelente controlo das propriedades da película, mas requer um manuseamento cuidadoso de produtos químicos tóxicos e condições de alta temperatura.

Tabela de resumo:

Categoria	Exemplos
Halogenetos	HSiCl3, SiCl2, TiCl4, WF6
Hidretos	AlH(NMe3)3, SiH4, GeH4, NH3
Alcóxidos metálicos	TEOS, TDMAT
Dialquilamidas metálicas	Ti(NMe2)
Diketonatos metálicos	Cu(acac)
Carbonilos metálicos	Ni(CO)
Organometálicos	AlMe3, Ti(CH2tBu)
Gases Reactivos	Oxigénio
Materiais depositados	Filmes metálicos, filmes não metálicos, ligas multi-componentes, cerâmicas, compostos

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