A capacidade de controlar temperaturas em regiões específicas e localizadas tem permitido muitas possibilidades de desenvolvimentos na ciência e na engenharia, apresentando claras vantagens como eficiência energética, rápida resposta térmica e seletividade de processos, sendo aplicados em áreas como sensoriamento de gás, analises biológicas, dispositivos elétricos e mecânicos. Mais especificamente, sistemas microfluídicos têm sido um dos principais impulsionadores para o desenvolvimento de microaquecedores com aplicação em laboratório em chip e outras aplicações biológicas como as de análise bioquímica, amplificação de DNA, cultura celular e dispositivos vestíveis. Por outro lado, a seletividade da região de aquecimento mostra-se muito promissora e, portanto, tem sido objeto de pesquisa para uma melhor compreensão da geometria do microaquecedor e seu efeito sobre a temperatura desejada. Dessa forma, a aplicação de microaquecedores para deposição de filmes finos é um campo emergente que pode trazer novas possibilidades de projetos para novos materiais, de dispositivos sensores e dispositivos microeletrônicos. Neste sentido, o presente trabalho visou o estudo e produção de regiões de aquecimento localizado, com dimensões de algumas dezenas de micrometros e a sua aplicação na obtenção de novos materiais. Para isso foram desenvolvidos microaquecedores de cromo (Cr) em substratos de silício cristalino, utilizando a tecnologia MEMS (sistemas micro eletromecânicos), os quais foram testados na deposição de filmes finos de silício e carbono pela técnica de deposição química em fase vapor em baixa pressão (ou LPCVD, de Low Pressure Chemical Vapor Deposition). Assim sendo, o crescimento localizado de filmes finos utilizando a técnica proposta foi testada com sucesso na produção de carbono amorfo para temperaturas na faixa de 510°C a 628°C. Os resultados mostraram o crescimento de material com frequencias de absorção de primeira ordem entre 1000 cm-1 e 1800 cm-1, relacionadas a bandas vibracionais D e G. Também foram obtidos filmes de silício microcristalino para temperaturas na faixa de 739°C a 1250°C. Os resultados mostraram uma forte correlação entre o gradiente de temperatura através dos microaquecedores (obtido por simulação Multifísica em ANSYS) e as propriedades dos filmes de carbono e de Si obtidos. Os microaquecedores se mostraram promissores para obtenção destes materiais apresentando grande vantagem no baixo consumo de energia, entre 0,34W e 1,67W, bom confinamento térmico e rápida resposta térmica atingindo a temperatura ambiente, quando cessada a polarização, em menos de 1(hum) minuto. De modo geral, os microaquecedores MEMS obtidos apresentaram 5 (cinco) principais vantagens: (I) Região de aquecimento muito localizada, (II) Elevados alcances de temperaturas tão altas quanto 1000oC, (III) Rápidos tempos de aquecimento e resfriamento, (IV) baixo consumo de energia e (V) boa estabilidade mecânica.

The ability to control temperatures in specific and localized regions has allowed many possibilities of developments in science and engineering, presenting clear advantages such as energy efficiency, rapid thermal response and selectivity of processes, being applied in areas such as gas sensing, biological, electrical and mechanical. More specifically, microfluidic systems have been one of the main drivers for the development of microheaters with laboratory application in chip and other biological applications such as biochemistry, DNA amplification, cell culture and wearable devices. On the other hand, the selectivity of the heating region is very promising and, therefore, has been the object of research for a better understanding of the geometry of the microheater and its effect on the desired temperature. Thus, the application of microheaters for the deposition of thin films is an emerging field that can bring new design possibilities for new materials, sensors and microelectronic devices. In this way, the present work aimed at the study and production of localized heating regions, with dimensions of a few tens of micrometers and their application in obtaining new materials. For this, chromium (Cr) microheaters were developed in crystalline silicon substrates, using the MEMS technology (micro electromechanical systems), which were tested in the deposition of thin films of silicon and carbon by the technique of chemical deposition in vapor phase in low pressure (or LPCVD, for Low Pressure Chemical Vapor Deposition). Therefore, the localized growth of thin films using the proposed technique was successfully tested in the production of amorphous carbon for temperatures in the range of 510°C to 628°C. The results showed the growth of material with first order absorption frequencies between 1000 cm-1 and 1800 cm-1, related to D and G bands. Microcrystalline silicon films were also obtained for temperatures in the range of 739°C to 1250°C. The results showed a strong correlation between the temperature gradient across the microheaters (obtained by Multiphysics simulation in ANSYS) and the properties of the carbon and Si films obtained. The microheaters have shown to be promising for obtaining these materials with the great advantage of low energy consumption, between 0.34W and 1.67W, good thermal confinement and rapid thermal response in which ambient temperature is reached, when polarization is stopped, in less than 1 (one) minute. In general, the obtained MEMS microheaters had 5 (five) main advantages: (I) Very localized heating region, (II) High temperature ranges as high as 1000oC, (III) Fast heating and cooling times, (IV) low power consumption energy and (V) good mechanical stability.