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A deposição de vapor químico enriquecida com plasma (PECVD) é uma técnica versátil de deposição de películas finas que utiliza o plasma para melhorar as reacções químicas a temperaturas mais baixas do que a CVD tradicional.O processo envolve a utilização de materiais e gases específicos, como o silano (SiH4) e o tetraetilortosilicato (TEOS), que são introduzidos na câmara para formar películas finas em substratos.O plasma, gerado pela aplicação de um campo elétrico RF, decompõe estes gases precursores em espécies reactivas que se depositam no substrato.Este método é amplamente utilizado no fabrico de semicondutores, células solares e outras aplicações que requerem películas finas de alta qualidade.

Explicação dos pontos principais:

1. Materiais utilizados em PECVD:

   • Silano (SiH4):Um gás precursor comum utilizado em PECVD para depositar películas finas à base de silício, como o dióxido de silício (SiO2) e o nitreto de silício (Si3N4).O silano é altamente reativo quando exposto ao plasma, o que o torna ideal para a deposição a baixa temperatura.
   • Tetraetilortosilicato (TEOS):Outro precursor utilizado em PECVD, principalmente para depositar películas de dióxido de silício.O TEOS é menos perigoso do que o silano e proporciona uma melhor cobertura das fases, tornando-o adequado para geometrias complexas.
   • Outros gases:Dependendo das propriedades desejadas para a película, podem ser utilizados outros gases como o amoníaco (NH3), o azoto (N2) e o oxigénio (O2).Estes gases ajudam a formar camadas de nitreto ou de óxido e a ajustar a estequiometria da película.

2. Geração e reatividade do plasma:

   • O plasma no PECVD é gerado pela aplicação de um campo elétrico de RF de alta frequência, normalmente entre 100 kHz e 40 MHz.Este plasma ioniza os gases precursores, criando espécies reactivas, tais como iões, radicais livres e átomos excitados.
   • A energia do plasma permite a decomposição de moléculas precursoras estáveis a temperaturas muito mais baixas do que a CVD tradicional, permitindo a deposição em substratos sensíveis à temperatura.

3. Processo de deposição:

   • As espécies reactivas geradas no plasma difundem-se para a superfície do substrato, onde sofrem reacções químicas para formar a película fina desejada.
   • O processo funciona com pressões de gás reduzidas (50 mtorr a 5 torr), garantindo uma deposição uniforme da película e minimizando a contaminação.
   • O substrato é normalmente aquecido para aumentar as reacções químicas e melhorar a adesão da película.

4. Tipos de processos PECVD:

   • RF-PECVD:Utiliza a radiofrequência para gerar plasma, adequado para uma vasta gama de materiais e aplicações.
   • VHF-PECVD:Funciona a frequências muito elevadas, permitindo taxas de deposição mais elevadas e uma melhor qualidade da película.
   • DBD-PECVD:Utiliza a descarga por barreira dieléctrica para a geração de plasma localizado, ideal para revestimentos de grandes áreas.
   • MWECR-PECVD:Utiliza a ressonância ciclotrónica de electrões de micro-ondas para um plasma de alta densidade, permitindo um controlo preciso das propriedades da película.

5. Vantagens da PECVD:

   • Temperaturas de deposição mais baixas:A PECVD permite a deposição de película fina a temperaturas significativamente mais baixas do que a CVD tradicional, tornando-a adequada para substratos que não suportam temperaturas elevadas.
   • Versatilidade:O processo pode depositar uma vasta gama de materiais, incluindo óxidos, nitretos e silício amorfo.
   • Filmes de alta qualidade:A utilização de plasma garante películas de alta qualidade, uniformes, com excelente aderência e conformidade.

6. Aplicações do PECVD:

   • Fabrico de semicondutores:Utilizado para depositar camadas dieléctricas, camadas de passivação e dieléctricos entre camadas.
   • Células solares:Utilizados na produção de células solares de película fina, tais como revestimentos antirreflexo de silício amorfo e de nitreto de silício.
   • Revestimentos ópticos:Utilizado para depositar revestimentos antirreflexo e protectores em componentes ópticos.

Em resumo, a PECVD é uma técnica de deposição de película fina altamente eficaz que utiliza o plasma para permitir a deposição a baixa temperatura de películas de alta qualidade.A utilização de gases precursores específicos, como o silano e o TEOS, combinada com o controlo preciso dos parâmetros do plasma, faz do PECVD um processo fundamental nas aplicações tecnológicas modernas.

Tabela de resumo:

Material	Papel no PECVD
Silano (SiH4)	Deposita películas à base de silício, como SiO2 e Si3N4; altamente reativo no plasma.
TEOS	Utilizado para películas de dióxido de silício; menos perigoso e oferece uma melhor cobertura por fases.
Amoníaco (NH3)	Forma camadas de nitreto; ajusta a estequiometria da película.
Azoto (N2)	Utilizado para a formação de nitretos e controlo das propriedades da película.
Oxigénio (O2)	Forma camadas de óxido; melhora as propriedades da película.

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