A deposição de vapor químico enriquecida com plasma (PECVD) começa com a introdução de gases precursores numa câmara de vácuo com eléctrodos paralelos.Estes gases precursores, frequentemente misturados com gases inertes, fluem entre os eléctrodos, onde um campo elétrico de alta frequência gera plasma.Este plasma, constituído por moléculas de gás ionizadas, electrões livres e espécies reactivas, fornece a energia necessária para decompor os gases em fragmentos reactivos a temperaturas mais baixas (temperatura ambiente a 350°C) em comparação com a deposição química de vapor .As espécies activadas depositam-se então no substrato, formando uma película fina com propriedades controladas, como o índice de refração e a tensão.Todo o processo ocorre a baixa pressão (<0,1 Torr) com um controlo preciso do fluxo de gás, da temperatura e dos parâmetros eléctricos.
Pontos-chave explicados:
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Introdução de gás e configuração da câmara
- Os gases reactivos (por exemplo, silano, amoníaco) e os gases inertes são introduzidos numa câmara de vácuo através de entradas controladas.
- A câmara contém eléctrodos paralelos e mantém uma pressão baixa (<0,1 Torr) para uma formação óptima do plasma.
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Geração de plasma
- Um campo elétrico de alta frequência (RF ou DC) é aplicado entre eléctrodos, criando um choque de tensão que ioniza a mistura de gás.
- O plasma é constituído por electrões livres, iões e espécies reactivas neutras que fornecem energia de ativação a temperaturas mais baixas (temperatura ambiente até 350°C).
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Ativação do precursor
- Ao contrário do CVD convencional, que se baseia na energia térmica (600-800°C), o PECVD utiliza o plasma para decompor os gases precursores em fragmentos reactivos.
- As colisões de electrões com espécies neutras conduzem à ionização e fragmentação, permitindo a deposição em substratos sensíveis à temperatura.
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Deposição de película fina
- As espécies activadas migram para a superfície do substrato onde se ligam quimicamente, formando uma película fina.
- As propriedades da película (índice de refração, tensão, etc.) são controladas através de parâmetros do processo como o fluxo de gás, a pressão e a entrada de energia.
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Vantagens e controlo do sistema
- Os sistemas PECVD incluem controladores precisos para o fluxo de gás, temperatura e descarga eléctrica (100-300 eV).
- O funcionamento a baixa temperatura reduz o stress térmico nas películas e nos substratos, em comparação com os métodos CVD tradicionais.
Tabela de resumo:
| Etapa | Tecla Ação | Gama de temperatura | Pressão |
|---|---|---|---|
| Introdução de gases | Os gases reagentes e inertes entram na câmara de vácuo através de entradas controladas | Temperatura ambiente até 350°C | <0,1 Torr |
| Geração de plasma | O campo elétrico de alta frequência ioniza os gases, criando espécies reactivas | Temperatura ambiente até 350°C | <0,1 Torr |
| Ativação do Precursor | O plasma decompõe os gases em fragmentos (energia inferior à da CVD térmica) | Temperatura ambiente até 350°C | <0,1 Torr |
| Deposição de película fina | As espécies activadas ligam-se ao substrato, formando películas de propriedades controladas | Temperatura ambiente até 350°C | <0,1 Torr |
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