No âmbito do ciclo de palestras comemorativo dos 50 anos do Departamento de Física (DFis) da Universidade de Aveiro, realizou-se uma aula aberta dedicada às tecnologias de deposição aplicadas à indústria dos semicondutores, dinamizada pela PhotonExport, empresa associada da Inova-Ria.

A sessão, conduzida por Ernesto Barrera, reuniu mais de 30 participantes e proporcionou uma análise técnica aprofundada dos processos, desafios e tendências associados à deposição de filmes finos (thin films), uma tecnologia crítica para o desenvolvimento de dispositivos eletrónicos avançados.

Filmes finos: a base invisível da microeletrónica

Os filmes finos correspondem a camadas de materiais com espessuras na ordem dos nanómetros até alguns micrómetros, desempenhando um papel determinante na performance elétrica, estrutural e funcional dos microchips.

Entre as principais aplicações destacam-se:

• Gate oxides (SiO₂ / HfO₂) com espessuras entre 1 e 5 nm

• Barreiras de difusão (TiN / TaN) entre 5 e 50 nm

• Interlayer dielectrics (100–200 nm)

• Processos de metalização

A precisão nanométrica destas deposições é essencial para garantir miniaturização, eficiência energética e fiabilidade dos dispositivos semicondutores.

Durante a sessão, foi ainda apresentado o enquadramento da atividade da PhotonExport na área de materiais e substratos, incluindo sapphire, silicon wafers, sputtering targets e materiais para evaporação, componentes fundamentais na produção de dispositivos semicondutores.

Do FEOL ao BEOL: compreender o fabrico de microchips

A palestra permitiu clarificar as diferentes etapas do fabrico de microchips:

• Front-End of Line (FEOL) – responsável pela formação de transístores avançados como MOSFET, FinFET e GAAFET, envolvendo processos de oxidação, deposição dielétrica, dopagem, litografia e gravação.

• Back-End of Line (BEOL) – etapa dedicada à interconexão de milhões ou biliões de transístores através de camadas metálicas, barreiras e dielétricos.

Esta abordagem contextualizou as tecnologias de deposição no processo industrial real, evidenciando o seu papel estratégico ao longo da cadeia de valor.

Tecnologias de deposição em destaque

Foram analisadas três tecnologias centrais no frontend manufacturing:

ALD – Atomic Layer Deposition
Processo cíclico e auto-limitado que assegura elevada conformalidade e controlo atómico da espessura, particularmente eficaz em estruturas com elevado aspect ratio (AR).

PVD – Physical Vapor Deposition
Incluindo magnetron sputtering e e-beam evaporation, permite deposição controlada de metais, óxidos e nitretos, sendo amplamente utilizada em ambientes de I&D e indústria.

CVD – Chemical Vapor Deposition (LPCVD, PECVD, MOCVD)
Destaca-se pela capacidade de processamento em batch, possibilitando o tratamento simultâneo de 25 a 50 wafers com elevada uniformidade e qualidade de filme.

Foi igualmente discutido o desafio do preenchimento de estruturas com elevado aspect ratio, comparando o desempenho das diferentes tecnologias e evidenciando a importância da conformalidade em geometrias tridimensionais complexas.

Exigência tecnológica e sustentabilidade

A indústria dos semicondutores caracteriza-se por elevados níveis de exigência técnica e investimento, operando em ambientes de sala limpa com controlo rigoroso de partículas e fluxos. O ciclo completo de processamento de uma wafer pode prolongar-se por várias semanas até à entrega final.

A PhotonExport destacou ainda a possibilidade de reciclagem e recuperação de sputtering targets, reforçando a importância da sustentabilidade na cadeia de valor tecnológica.

Para além da componente industrial, a empresa promove formação especializada em processos de semicondutores, plasma etching, sistemas de vácuo e gestão de clean rooms, apoiando universidades e centros de I&D no desenvolvimento de competências técnicas avançadas.

Portugal no ecossistema europeu dos semicondutores

A sessão terminou com uma reflexão estratégica sobre o posicionamento de Portugal na área dos semicondutores e da microeletrónica. Foi sublinhado que, apesar de não existir no país produção massiva ao nível das grandes fabs internacionais, Portugal dispõe de competências relevantes em design, desenvolvimento tecnológico, software, investigação académica e utilização de infraestruturas de sala limpa para prototipagem e teste.

Num setor estruturalmente cíclico e impulsionado por áreas como inteligência artificial, saúde digital e sistemas preditivos, o reforço do investimento em I&D, a articulação entre academia e indústria e a consolidação de competências especializadas são fatores determinantes para afirmar Portugal nesta cadeia de valor altamente exigente e globalizada.

A realização desta aula aberta no âmbito das comemorações dos 50 anos do DFis reforça a importância da trasnferência de conhecimento e tecnologia, bem como a ligação entre conhecimento científico, tecido empresarial e desenvolvimento tecnológico, missão que a Inova-Ria continua a promover através da sua rede de associados e ecossistema de inovação.