CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA
MEDIDAS
CAPACITÂNCIA-TENSÃO (C-V)
OU
CORRENTE-TENSÃO (I-V)
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cargas móveis no óxido (Qcargas móveis no óxido (QMM) - íons alcalinos) - íons alcalinos
VFB
CAPACITOR MOS
METALÓXIDO
SILÍCIO
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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cargas móveis no óxido (Qcargas móveis no óxido (QMM) - íons alcalinos) - íons alcalinos
ox
M
ox
fASiFBTH C
qQC
NVV
)2(2
VFB
METALÓXIDO
SILÍCIO
CAPACITOR MOS
TENSÃO DE LIMIAR
P/ óxido de 10nm e QM=6.5x1011cm-2,
VTH=0.1V TENSÃO DE FLAT-BAND
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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cargas móveis no óxido (Qcargas móveis no óxido (QMM) - íons alcalinos) - íons alcalinos
ox
M
ox
fASiFBTH C
qQC
NVV
)2(2
VFB
CAPACITOR MOS
TENSÃO DE LIMIAR
P/ óxido de 10nm e QM=6.5x1011cm-2,
VTH=0.1V TENSÃO DE FLAT-BAND
NÍVEIS ACEITÁVEIS - QM1010cm-2
METALÓXIDO
SILÍCIO
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA - CxV e IxV
Al (150nm)Si
SiOxNyAl
Etapas de Sinterização - a cada 5 min
Ambiente de Gás Verde (92%N2+8%H2)
T: 420°C, t:30 min
Capacitor MOSEstrutura Al/ SiOxNy/Si
Sistema C-V: 1MHz
V: -/+5.0V a +/-5.0V
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA - CxV
Tempo de Sinterização:10 minQ0/q: 8.8x1010cm-2; Vfb:-0.9V
231.9
23.78-5.000 5.0000
CDP (pF)
tox = (o. ox.A)/Cmáx
Wd=[(Cmáx/Cmin)-1].(Si.o.A)/Cmáx
Qo/q = [ms - Vfb]. Cmáx/q.A
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA - CxV
5 10 15 20 25 301E10
1E11
1E12
RPO N2O (P:1Torr) RPO N2O (P:3Torr) RPO N2O+ N2 (P:1Torr)
DEN
SID
AD
E D
E C
AR
GA
(Qo/
q)
TEMPO DE SINTERIZAÇÃO (min)
Variação de Densidade de Carga Efetiva p/ Estruturas Al/SiOxNy/Si
Q0/q: 1.7x1010cm-2, 5.6x1010cm-2 e 2.3x1011cm-2
Literatura: Q0/q:8.5x1010cm-2 p/ 30min sinterização
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA - CxV
Cálculo de ox com tox dado pela análise TEM
ox: 3.88 - 4.02
(ox = tox.Cmáx/ o.A)
ox > 3.9 CN<5%
nox/nSiO2 (ox/ SiO2
)1/2
SilOmNp onde x+3y=l, 2x=m e 4y=p
nox = xSiO2+ ySi3N4
nSiO2= 1.46
SiO2= 3.9
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-4 -2 0 2 4
0,00E+000
2,00E-011
4,00E-011
6,00E-011
8,00E-011
1,00E-010
1,20E-010
1,40E-010
1,60E-010
1,80E-010
2,00E-010
5N13R9 tox=6.2nm Vfb[V]=-1.1v Qef/q[cm-2]=5.6e11 RS=235 ohms
Y A
xis
Title
X Axis Title
-2 -1 0 1 2
0,00E+000
5,00E-011
1,00E-010
1,50E-010
2,00E-010
2,50E-010
3,00E-010 1N15R9 tox=3.6nm Vfb[V]=-0.77v Qef/q[cm-2]=8.4e+11 RS=270 ohms
Y A
xis
Title
X Axis Title
Curvas C-V (RTO960)Curvas C-V (RTO960)
EOT = 3.6 nm
CONTATO DE AlCONTATO DE AlCAPACITOR MOS
METALÓXIDO
SILÍCIO
EOT = 6.2 nm
C(F
)
C(F
)
Bias (V) Bias (V)
Oxinitreto de Si
Equivalent Oxide ThicknessEOT
C oxide 0
max3.9
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Equivalent Oxide ThicknessEOT
C oxide 0
max3.9
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MEMÓRIAS DE DRAM (MEMÓRIAS DE ACESSO RANDÔMICO-DINÂMICAS)
BITS- GUARDADOS NA FORMA DE CARGA ARMAZENADA EM UM CAPACITOR MOS
Escreve ou acessa a informação armazenada no capacitor
0 ou 1
atualmente256MBits DRAMsA informação armazenada no capacitor espera
para ser lida
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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MEMÓRIAS DE DRAM (MEMÓRIAS DE ACESSO RANDÔMICO-DINÂMICAS)
BITS- GUARDADOS NA FORMA DE CARGA ARMAZENADA EM UM CAPACITOR MOS
Escreve ou acessa a informação armazenada no capacitor
0 ou 1
atualmente256MBits DRAMs
IFUGA no capacitor diminui
gradativamente a carga armazenada
A informação armazenada no capacitor espera
para ser lida
Devido à elementos metálicos: Cu, Fe, Au
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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MEMÓRIAS DE DRAM (MEMÓRIAS DE ACESSO RANDÔMICO-DINÂMICAS)
BITS- GUARDADOS NA FORMA DE CARGA ARMAZENADA EM UM CAPACITOR MOS
Escreve ou acessa a informação armazenada no capacitor
0 ou 1
atualmente256MBits DRAMs
IFUGA no capacitor diminui
gradativamente a carga armazenada
A informação armazenada no capacitor espera
para ser lida
Devido à elementos metálicos: Cu, Fe, Au CENTROS DE RECOMBINAÇÃO
TRAPSrg N
1
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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CENTROS DE RECOMBINAÇÃOCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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CORRENTE DE FUGA e RUPTURA DIELÉTRICA DOS ÓXIDOS DE PORTA
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA - IxV
0 5 10 15 20
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
Cor
rent
e [A
]
Ruptura Dielétrica VBD [V]
VBD: 7.7 V
•
EBD = VBD/tox
Sistema I-V: Tensão de 20V
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CARACTERIZAÇÃO ELÉTRICA - IxV
Regiões de Ruptura Dielétrica
Vbd : 4.7 - 7.7VCampo de Ruptura Dielétrica
Ebd: 11.1 - 18.3MV/cm
*
*
Literatura: Q0/q: 8.5x1010/cm2
Ebd: 8.3MV/cm
Análise de Falha
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-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
1E-4
1E-3
0,01
I= 6e-5 Ap/ V= -1voltY
Axi
s Ti
tle
X Axis Title
COR8
-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,01E-9
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
1E-4
1E-3
I= 4e-5 AY
Axi
s Ti
tle
X Axis Title
5N13R8
3.7nm 3.5nm
CONTATO DE AlCONTATO DE AlCAPACITOR MOS
METALÓXIDO
SILÍCIOOxinitreto de Si
Iga t
e (A
)
Vgate (V)
Igat
e (A
)
Vgate (V)
CORRENTE DE FUGA p/ Vg = -1V
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CORRENTE DE FUGA x Espessura do ÓxidoI aumentaI aumenta 1 ordem de grandeza para cada decréscimo de
0.2 nm de espessura do óxido de porta
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CARACTERIZAÇÃO FÍSICA
•PERFILOMETRIA
•MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (SEM)
•MICROSCOPIA ELETRÔNICA POR TRANSMISSÃO (TEM)
PADRÃO GRAVADO OU ESTRUTURA FORMADO NO SUBSTRATO
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CORROSÃO NA MICROELETRÔNICA CORROSÃO NA MICROELETRÔNICA DEFINIÇÃO DE PADRÕESDEFINIÇÃO DE PADRÕES
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CORROSÃO NA MICROELETRÔNICACORROSÃO NA MICROELETRÔNICAPERFIS DE PERFIS DE ETCHINGSETCHINGS
![Page 24: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/24.jpg)
CORROSÃO NA MICROELETRÔNICA CORROSÃO NA MICROELETRÔNICA PERFIS DE PERFIS DE ETCHINGSETCHINGS
CARACTERÍSTICA DA CORROSÃO ÚMIDA
![Page 25: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/25.jpg)
CORROSÃO NA MICROELETRÔNICA CORROSÃO NA MICROELETRÔNICA PERFIS DE PERFIS DE ETCHINGSETCHINGS
CARACTERÍSTICA DA CORROSÃO ÚMIDA
CARACTERÍSTICA DA CORROSÃO SECA
![Page 26: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/26.jpg)
CORROSÃO ÚMIDA NA MICROELETRÔNICACORROSÃO ÚMIDA NA MICROELETRÔNICAPRINCIPAIS PRODUTOS P/ PRINCIPAIS PRODUTOS P/ ETCHING ÚMIDAETCHING ÚMIDA
![Page 27: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/27.jpg)
Taxa de Ataque - remoção do SiO2 em BHF
:98nm/min - 110.2nm/min
(Óxido Térmico - 100nm/min)
Perfilometria - Si
SiO2
tox:53.0nm - 182.0nm
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
Mede altura de degraus e/ou poços
![Page 28: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/28.jpg)
0 5 10 15 20
9,5
10,0
10,5
11,0
N2 FLOWS (sccm)
0
20
40
60
80
100
SiNx ECR-CVD 20Ar/200SiH4/5mTorr
1000WECR/1Wrf/200C
BH
F ETC
H R
ATE
(nm/m
in)D
EP
OS
ITIO
N R
ATE
(nm
/min
)
Taxa de deposição e taxa de corrosão em BHF (solução tampão de HF)
MEDIDAS DE ALTURA DE DEGRAU POR PERFILOMETRIAMEDIDAS DE ALTURA DE DEGRAU POR PERFILOMETRIA
Si
SiNx
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SEMfeixe de elétrons de alta
energia varrendo a superfície de um material em análise.
![Page 30: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/30.jpg)
TEMfeixe de elétrons de alta
energia incidindo e atravessando um material em
análise.
SEMfeixe de elétrons de alta
energia varrendo a superfície de um material em análise.
![Page 31: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/31.jpg)
TEMfeixe de elétrons de alta
energia incidindo e atravessando um material em
análise.
interação dessa radiação ionizante com a matéria resultam sinais secundários com informações sobre a estrutura e a
composição química do material.
SEMfeixe de elétrons de alta
energia varrendo a superfície de um material em análise.
![Page 32: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/32.jpg)
TEMfeixe de elétrons de alta
energia incidindo e atravessando um material em
análise.
interação dessa radiação ionizante com a matéria resultam sinais secundários com informações sobre a estrutura e a
composição química do material.
SEM e TEM baseia-se no fato de que é possível focalizar elétrons.
SEMfeixe de elétrons de alta
energia varrendo a superfície de um material em análise.
![Page 33: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/33.jpg)
TEMfeixe de elétrons de alta
energia incidindo e atravessando um material em
análise.
interação dessa radiação ionizante com a matéria resultam sinais secundários com informações sobre a estrutura e a
composição química do material.
SEM e TEM baseia-se no fato de que é possível focalizar elétrons.
lentes eletrostáticas ou magnéticas, capazes de agrupar os elétrons que saem em diferentes direções,
em um único ponto.
SEMfeixe de elétrons de alta
energia varrendo a superfície de um material em análise.
![Page 34: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/35.jpg)
Esquema simplificado de um microscopio eletrônico de transmissão – TEM.
oooooooooooo
oooooooooooo
ooooooooo
ooooooooo
oooooooo
oooooooo
º ººº Filamento
Anodo
-300 kv
LentesCondensadoras
ObjetoLentes Objetivas
ImagemIntermediária
LentesProjetoras
Imagem Final
TEMelétron transmitido através da amostramagnificação de
200K a 500K
![Page 36: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/37.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
E-beam de 1-40keV Focalizado por lentes eletrostáticas ou magnéticas
Varre em XY a superfície da amostra
Scanning Electron MicroscopyScanning Electron Microscopy
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Após corrosão por plasma RIEApós corrosão por plasma RIE::SF6/CF4/O2/Ar = 12.5/4/20/10 sccm,
150W, 60 mTorr, 660V, 30 min, 0.6 m/min, A = 0.95
Formação de resíduos Formação de resíduos e alta rugosidadee alta rugosidade
Substrato de Si mono
PROCESSO HÍBRIDO:CORROSÃO POR PLASMA + LIMPEZA EM REATOR
DE MICROONDAS
Scanning Electron MicroscopyScanning Electron Microscopy
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Após corrosão por plasma RIEApós corrosão por plasma RIE::SF6/CF4/O2/Ar = 12.5/4/20/10 sccm,
150W, 60 mTorr, 660V, 30 min, 0.6 m/min, A = 0.95
Formação de resíduos Formação de resíduos e alta rugosidadee alta rugosidade
Após processo de limpeza Após processo de limpeza em reator de microondas:em reator de microondas:
Água DI, 640W de potência de W, W, 15min
Melhora MorfologiaMelhora Morfologia
Processo mecânico + contribuição química corrosão por radicais corrosão por radicais OH produzidos por microondasOH produzidos por microondas
Substrato de Si mono
Substrato de Si mono
PROCESSO HÍBRIDO:CORROSÃO POR PLASMA + LIMPEZA EM REATOR
DE MICROONDAS
Scanning Electron MicroscopyScanning Electron Microscopy
![Page 40: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/40.jpg)
Após corrosão por plasma RIEApós corrosão por plasma RIE::SF6/CF4/O2/Ar = 12.5/4/20/10 sccm,
150W, 60 mTorr, 660V, 30 min, 0.6 m/min, A = 0.95
Formação de resíduos Formação de resíduos e alta rugosidadee alta rugosidade
Após processo de limpeza Após processo de limpeza em reator de microondas:em reator de microondas:
Água DI, 640W de potência de W, W, 15min
Melhora MorfologiaMelhora Morfologia
Processo mecânico + contribuição química corrosão por radicais corrosão por radicais OH produzidos por microondasOH produzidos por microondas
Substrato de Si mono
Substrato de Si mono
PROCESSO HÍBRIDO:CORROSÃO POR PLASMA + LIMPEZA EM REATOR
DE MICROONDAS
Scanning Electron MicroscopyScanning Electron Microscopy
![Page 41: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/41.jpg)
GaAs (p++)
GaAs
InGaP
SiO2Au/Zn GaAs
InGaP
SiO2 CAPA EM SISTEMAS DE LASER III-V
Corrente f(Portadores Presentes)
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
Scanning Electron Microscopy
![Page 42: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/42.jpg)
LOCOS LOCOS LOCOS
Local Oxidation of Silicon (LOCOS) TECHNOLOGY
Scanning Electron MicroscopyScanning Electron Microscopy
![Page 43: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/43.jpg)
LOCAL OXIDATION
SILICON SUBSTRATE
PAD OXIDE PAD OXIDE
SILICONNITRIDE
SILICON NITRIDE
BIRD’S BEAK
LOCOS TECHNOLOGY
SILICON SUBSTRATE
PAD OXIDE PAD OXIDE
SILICONNITRIDE
SILICON NITRIDE
LITOGRAPHY+
SiNx/PADSiO2 ETCHING FOR
ISOLATION AREA DEFINITION
LOCAL OXIDATION
SILICON SUBSTRATE
ACTIVEREGION
ACTIVEREGION
DRY OXIDATION FOR PAD OXIDE
+ SiNx LPCVD
DEPOSITION
WET OXIDATION FOR ISOLATION
THICK OXIDE
LITOGRAPHY+
SiNx/PADSiO2 ETCHING FOR ACTIVE AREA
DEFINITION
Bird’s beak presence reduces
the active areafor
device fabrication
![Page 44: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/44.jpg)
INFLUÊNCIA DA EXPANSÃO DE VOLUME NA TECNOLOGIA DE INFLUÊNCIA DA EXPANSÃO DE VOLUME NA TECNOLOGIA DE ISOLAÇÃO POR OXIDAÇÃO LOCAL (LOCOS)ISOLAÇÃO POR OXIDAÇÃO LOCAL (LOCOS)
Scanning Electron MicroscopyScanning Electron Microscopy
Bird’s beakBird’s beak
![Page 45: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/45.jpg)
Técnicas de MicrofabricaçãoFEEC/CCS-UNICAMP
FONTE: Renato Ribas
![Page 46: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/46.jpg)
Técnicas de Microfabricação
• Remoção do substrato pela face anterior ou frontal ( front side micromachining);
• Remoção do substrato pela face posterior (back-side micromachining);
• Remoção de camadas sacrificiais da superficie do substrato (surface micromaching).
FEEC/CCS-UNICAMP
![Page 47: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/47.jpg)
Motivação:
• Crescente interesse em microssistemas integrados.
• Redução do tamanho(peso), melhor desempenho, menor consumo, maior flexibilidade de projeto, menores custos de fabricação em grande escala.
FEEC/CCS-UNICAMP
![Page 48: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/48.jpg)
•Stress do Óxido, Oxinitreto ou Nitreto de Si depositado por CVD
Chemical Vapor Deposition
T baixo : tensivo
T alto : compressivodTEf
f
T
Ts
fTh )(
)1(
2
1
Ef - Módulo de Young do filmef - razão de Poisson do filmes - coef. de expansão térmica do substrato; f - coef. de expansão térmica do filme;
![Page 49: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/49.jpg)
Nitreto de Silício (SiNx) para proteção da superfície de Si
• Estruturas SiNx/Si:
Alta seletividade na corrosão por KOH 107
• Filmes de nitreto de silício utilizados:– RPCVD (remote plasma chemical vapor deposition)– ECR (electron cyclotron resonance)
• Filmes para comparação:– Óxido de silício térmico– Óxido de silício depositado por plasma ECR
FEEC/CCS-UNICAMP
![Page 50: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/50.jpg)
Fabricação/Estruturas SuspensasFEEC/CCS-UNICAMP
LIMPEZA RCA - Si <100>Si
![Page 51: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/51.jpg)
Fabricação/Estruturas SuspensasFEEC/CCS-UNICAMP
LIMPEZA RCA - Si <100>
DEPOSIÇÃO(SiNxRPCVD, SiNxECR ou SiO2ECR)
ou OXIDAÇÃO TÉRMICA (SiO2)
Si
Si
![Page 52: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/52.jpg)
Fabricação/Estruturas SuspensasFEEC/CCS-UNICAMP
LIMPEZA RCA - Si <100>
DEPOSIÇÃO(SiNxRPCVD, SiNxECR ou SiO2ECR)
ou OXIDAÇÃO TÉRMICA (SiO2)
Si
Si
FOTOGRAVAÇÃO + DEPOSIÇÃO DE CERA DE ABELHA NA FACE INFERIORSi
![Page 53: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/53.jpg)
Fabricação/Estruturas SuspensasFEEC/CCS-UNICAMP
LIMPEZA RCA - Si <100>
DEPOSIÇÃO(SiNxRPCVD, SiNxECR ou SiO2ECR)
ou OXIDAÇÃO TÉRMICA (SiO2)
Si
Si
FOTOGRAVAÇÃO + DEPOSIÇÃO DE CERA DE ABELHA NA FACE INFERIORSi
SiCORROSÃO BHF DOS FILMES+ REMOÇÃO DO FR + CERA
![Page 54: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/54.jpg)
Fabricação/Estruturas SuspensasFEEC/CCS-UNICAMP
LIMPEZA RCA - Si <100>
DEPOSIÇÃO(SiNxRPCVD, SiNxECR ou SiO2ECR)
ou OXIDAÇÃO TÉRMICA (SiO2)
Si
Si
Si
FOTOGRAVAÇÃO + DEPOSIÇÃO DE CERA DE ABELHA NA FACE INFERIORSi
SiCORROSÃO BHF DOS FILMES+ REMOÇÃO DO FR + CERA
CORROSÃO SOLUÇÃO KOHconvencional ou em forno W
![Page 55: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/55.jpg)
Corrosão Úmida Convencional
• Temperatura: 85°C• Concentrações: 1M,
3M, 5M e 10M• Tempo (min): 10, 30,
40, 50, 60, 75 e 90.
FEEC/CCS-UNICAMP
Taxa/Corrosão Si vertical(10M)
1.1m/min
condensador
![Page 56: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/56.jpg)
Corrosão Úmida em Forno W
• Temperatura: ambiente até 180°C
• Concentrações: 1M, 3M e 5M
• Tempo (min): 15 e 30.• Pot W: 80 até 640W
FEEC/CCS-UNICAMP
Forno W (leitura: T e P; controle: Pot W e t)
Porta amostras
teflon
SoluçãoKOH
lâminas Taxa/Corrosão Si vertical(5M/30min/640W/150°C/80atm)
13m/min
![Page 57: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/57.jpg)
Corrosão Úmida em Forno WFEEC/CCS-UNICAMP
Forno W (leitura: T e P; controle: Pot W e t)
Porta amostras
teflon
SoluçãoKOH
lâminas
Corrosãoprocesso natural
Si + 2OH- Si(OH)22+ + 2e-
Si(OH)22+ + 2OH- Si(OH)4 + 2e-
Si(OH)4 + 2e- Si(OH)4 + 2e-
+vibração dos íons OH-
devido ao W
taxa/corrosão
![Page 58: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/58.jpg)
Máscara com Estruturas SuspensasFEEC/CCS-UNICAMP
![Page 59: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/59.jpg)
Resultados/membranas de SiNxRPCVD/corrosão conv.
Ponte Suspensa Menor
FEEC/CCS-UNICAMP
![Page 60: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/60.jpg)
Resultados/membranas de SiNxRPCVD/corrosão conv.
Ponte Suspensa Menor
FEEC/CCS-UNICAMP
Ponte SuspensaPonte Suspensa
![Page 61: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/61.jpg)
Resultados/membranas de SiNxRPCVD/corrosão conv.
Membrana Suspensa Menor
FEEC/CCS-UNICAMP
![Page 62: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/62.jpg)
Resultados/membranas de SiNxRPCVD/corrosão conv.
Membrana Suspensa Menor
FEEC/CCS-UNICAMP
![Page 63: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/63.jpg)
TEM
•Clivagem e Encapsulamento
•Polimento Manual - e: 80-100m
•Polimento Mecânico/Esférico - e:10-15m
•Ion-Milling - perfuração da amostra
tox:3.3nm - 5.5nm
Si
Si
SiOx
SiOx
Resina
CápsulaCilíndrica
![Page 64: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/64.jpg)
MONOLAYER INCORPORATION OF NITROGEN DURING REMOTE PLASMA OXYNITRIDATION OF Si in N2O AND N2O/N2.
A.P. SOTERO, J.A. DINIZ, P.J.TATSCH, M.A.A.PUDENZI, R. LANDERS and J.W. SWART. CCS/UNICAMP
Transmission Electron MicroscopyTransmission Electron Microscopy
SiOxNy
SiOx
Image of SiOx/SiO xNy/Si structure of ON1P1 samples with a mgnification of 200Kx
5.5nm
![Page 65: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/65.jpg)
RESINA
SiOx
SiOxNy
Si
Plasma N2O
e: 5.5nm
500Kx
![Page 66: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/66.jpg)
Secção em corte TEM
![Page 67: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/67.jpg)
Secção em corte TEM
![Page 68: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/68.jpg)
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA
•AES•EMP•XPS•XRF•RBS •SIMS
![Page 69: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/69.jpg)
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA
•AES feixe de elétrons •EMP•XPS•XRF•RBS•SIMS
![Page 70: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/70.jpg)
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA
•AES feixe de elétrons •EMP•XPS feixe de R-X•XRF•RBS•SIMS
![Page 71: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/71.jpg)
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA
•AES feixe de elétrons •EMP•XPS feixe de R-X•XRF•RBS feixe de íons•SIMS
Estrutura filme/substrato
![Page 72: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/72.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE composição
•AES (Auger Electron Spectrocopy)
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 73: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/73.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE composição
•AES (Auger Electron Spectrocopy)•XES (X-ray Electron Spectroscopy) ou EMP (Electron Microprobe)
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 74: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/74.jpg)
•AES (Auger Electron Spectrocopy)•XES (X-ray Electron Spectroscopy) ou EMP (Electron Microprobe)
Energia de dezenas de keV
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 75: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/75.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE composição
•AES (Auger Electron Spectrocopy)•XES (X-ray Electron Spectroscopy) ou EMP (Electron Microprobe)•XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 76: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/76.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - XPS
SiO2(2p) – 106.3ev
98 100 102 104 106 108 110 1120
1
2
3
4
5
6
7Si(2p) -102.5ev
Inte
nsid
ade
Energia (ev)
N(1s) - 400.8ev
394 396 398 400 402 404 406 408
4.05
4.10
4.15
4.20
4.25
4.30
Inte
nsid
ade
Energia(ev)
Energia de Excitação - 1486.6eV K Al
![Page 77: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/77.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - XPS
![Page 78: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/78.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE composição
•AES (Auger Electron Spectrocopy)•XES (X-ray Electron Spectroscopy) ou EMP (Electron Microprobe)•XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)•XRF(X-ray Fluorescence)
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 79: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/79.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE composição
•AES (Auger Electron Spectrocopy)•XES (X-ray Electron Spectroscopy) ou EMP (Electron Microprobe)•XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)•XRF(X-ray Fluorescence)•RBS(Rutherford Backscaterring Spectroscopy)
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 80: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/80.jpg)
RBS(Rutherford Backscaterring Spectroscopy)
He+
1MeV
![Page 81: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/81.jpg)
ANÁLISES DE SUPERFÍCIE OU DE PEQUENA PROFUNDIDADE composição
•AES (Auger Electron Spectrocopy)•XES (X-ray Electron Spectroscopy) ou EMP (Electron Microprobe)•XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)•XRF(X-ray Fluorescence)•RBS(Rutherford Backscaterring Spectroscopy)•SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy)
Colisões inelásticas
5eV
SEM
10-100keV
10keV
Colisões elásticas
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 82: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/82.jpg)
SIMS
– Resulta num perfil químico ( perfil elétrico)– Sensibilidade ~ ppm, ou seja, 1016 a 1017 cm-3.– [O] apresenta menos “knock on” (= perda de resolução
em profundidade), comparado ao [Cs] (mais pesado)– Difícil medir próximo à superfície (junção rasa)
reduzir energia p/ 200 eV a 5 keV.
[O] p/ B e In[Cs] p/ As, P e Sb-melhora ionizaçãoE = 1 a 15 keV
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS
![Page 83: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/83.jpg)
![Page 84: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/84.jpg)
ON14RT96.3nm
ON15RT95.3nm
ON14CT1011.5nm
ON15CT107nm
interface interface
interface interface
Si-
SiO-
SiN-
O-
![Page 85: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/85.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - SIMS
5
3
1
0
LOG
6
4
2
0
CPS
Tempo (s)1000 2000 3000 4000 2000 4000
Tempo (s)
NSiNSi
Plasma N2O Plasma N2O+N2
Feixe O2+: E = 3keV, I = 50nA e = 45°
interface interface
![Page 86: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/86.jpg)
CARACTERIZAÇÃO FÍSICA
•FTIR laser de He-Ne •elipsometria
Estrutura filme/substratomedidas não-destrutivas
![Page 87: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/87.jpg)
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
Estrutura, composição e modo de vibração.
![Page 88: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/88.jpg)
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
Estrutura, composição e modo de vibração.
molécula absorverá energia
![Page 89: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/89.jpg)
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
Estrutura, composição e modo de vibração.
molécula absorverá energia
sempre que a freqüência da radiação incidente - IR (2-100m)
![Page 90: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/90.jpg)
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
Estrutura, composição e modo de vibração.
molécula absorverá energia
sempre que a freqüência da radiação incidente - IR (2-100m)
se igualar a freqüência de vibração natural da sua ligação química.
![Page 91: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/91.jpg)
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
Estrutura, composição e modo de vibração.
molécula absorverá energia
sempre que a freqüência da radiação incidente - IR (2-100m)
se igualar a freqüência de vibração natural da sua ligação química.
movimento vibracional ou rotacional desta ligação causa uma variação do momento dipolar da molécula.
![Page 92: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/92.jpg)
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
Estrutura, composição e modo de vibração.
molécula absorverá energia
sempre que a freqüência da radiação incidente - IR (2-100m)
se igualar a freqüência de vibração natural da sua ligação química.
movimento vibracional ou rotacional desta ligação causa uma variação do momento dipolar da molécula.
Se não ocorrer variação do momento de dipolo não há absorção de IR
Ex: Vibrações simétricas de ligações O-Si-O ou O-C-O
![Page 93: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/93.jpg)
– – – Si – – O – – Si – – – – – – Si – – O – – – Si – –
ou ou
– – – Si – – O – – Si – – – – – Si – – – O – – Si – – –
(a) (b)
– – – Si – – – O – – – Si – – – – – – Si – – – O – – – Si – – –
(c) (d)
Representação dos modos de vibração de ligações Si-O-Si (a) vibração de estiramento simétrico, (b)
vibração de estiramento assimétrico, (c) vibração de deformação e (d) vibração da flexão do plano.
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - FTIR
“rocking” (TO1) “bending” (TO2) 450cm-1800cm-1
1075cm-1“Stretching” (TO3)Não há variação do momento de dipolo
![Page 94: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/94.jpg)
Espectro FTIR do SiO2 térmico - referência
ABSORBÂNCIA
“Stretching”TO3
1075 cm-1
“Bending”TO2
800 cm-1
“Rocking”TO1
450 cm-1
Número de Onda (cm-1)
LO3
1254 cm-1
Ligações Químicas - Frequência de Vibração dos Átomos
CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSCARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOSFTIR - Fourier Transform Infra-Red
![Page 95: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/95.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - FTIR
•Ligações Si-O
“Stretching” TO3 - 1075cm-1
“Bending” TO2 - 800cm-1
“Rocking” TO1 - 450cm-1
mais forte absorção de IR
LO3 -1254cm-1
![Page 96: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/96.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - FTIR
•Ligações Si-O
“Stretching” TO3 - 1075cm-1
SiOx, x<2 TO3 < 1075cm-1
SiOx, x>2 TO3 > 1075cm-1
“Stretching” TO4 - 1170-1200cm-1
(Movimento de O fora de fase)
“Bending” TO2 - 800cm-1
“Rocking” TO1 - 450cm-1
mais forte absorção de IR
LO3 -1254cm-1
![Page 97: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/97.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - FTIR
•Ligações Si-O
“Stretching” TO3 - 1075cm-1
SiOx, x<2 TO3 < 1075cm-1
SiOx, x>2 TO3 > 1075cm-1
“Stretching” TO4 - 1170-1200cm-1
(Movimento de O fora de fase)
•Ligações Si-N-O
800 -1000cm-1
“Bending” TO2 - 800cm-1
“Rocking” TO1 - 450cm-1
mais forte absorção de IR
LO3 -1254cm-1
•Ligações Si-N 815cm-1
![Page 98: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/98.jpg)
CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL - FTIR
ABSORBÂNCIA
1063.1
452.1
804.3
812.3
Número de Onda (cm-1)
1240.5
Si-O
Si-N
OXINITRETO DE Si
DESLOCOU O PICO DE Si-O de 1075 cm-1 para 1063 cm-1
Presença de pico Si-N
![Page 99: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/99.jpg)
Óxido de Si depositado rico em H
![Page 100: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/100.jpg)
Óxido de Si depositado rico em H
Densificação com recozimento
![Page 101: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/101.jpg)
4000 3000 2000 1000
0,0
0,1
0,2
Si-H bonds
N-H bonds
Si-N bonds SiNx ECR
20sccmAr/200sccmSiH4
1000WECR/1Wrf/5mTorr/200C
N2 FLOWS
2.5sccm
5sccm10sccm
20sccm
AB
SO
RB
AN
CE
[A.U
.]
WAVENUMBER [cm-1]
FTIR
![Page 102: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/102.jpg)
4000 3000 2000 1000
0,0
0,1
0,2
Si-H bonds
N-H bonds
Si-N bonds SiNx ECR
20sccmAr/200sccmSiH4
1000WECR/1Wrf/5mTorr/200C
N2 FLOWS
2.5sccm
5sccm10sccm
20sccm
AB
SO
RB
AN
CE
[A.U
.]
WAVENUMBER [cm-1]
FTIRANÁLISE DE SiNx
(LIGAÇÕES Si-N, N-H e Si-H)
![Page 103: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/103.jpg)
1,8 2,0 2,2 2,4
830
840
850
860 SiNx ECR 20sccmAr/200sccmSiH
4
1000WECR/1Wrf/5mTorr/200C
WA
VE
NU
MB
ER
[cm
-1]
REFRACTIVE INDEX
4000 3000 2000 1000
0,0
0,1
0,2
Si-H bonds
N-H bonds
Si-N bonds SiNx ECR
20sccmAr/200sccmSiH4
1000WECR/1Wrf/5mTorr/200C
N2 FLOWS
2.5sccm
5sccm10sccm
20sccm
AB
SO
RB
AN
CE
[A.U
.]
WAVENUMBER [cm-1]
FTIRANÁLISE DE SiNx
(LIGAÇÕES Si-N, N-H e Si-H)
FTIR (posição do pico principal)versus
elipsometria(índice de refração e espessura)
![Page 104: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/104.jpg)
FTIRVERSUS
ESPESSURA DO FILME
INTENSIDADE ESPESSURA
![Page 105: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/105.jpg)
Elipsometria (índice de refração, coeficiente de absorção e espessura)
•Filme transparente de uma ou mais camadas e de um ou mais materiais sobre um substrato a partir da mudança das características de
polarização da luz refletida por sua superfície e da interface com o substrato
![Page 106: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/106.jpg)
Elipsometria (índice de refração, coeficiente de absorção e espessura)
•Filme transparente de uma ou mais camadas e de um ou mais materiais sobre um substrato a partir da mudança das características de
polarização da luz refletida por sua superfície e da interface com o substrato
•A mudança de estado da polarização da luz depois da reflexão pode ser expressa em função da razão entre os coeficientes de reflexão Rp e Rs
para a luz paralela e perpendicular ao plano de incidência, respectivamente. A expressão complexa:
= Rp/Rs = tg.ei
![Page 107: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/107.jpg)
Elipsometria (índice de refração, coeficiente de absorção e espessura)
•Filme transparente de uma ou mais camadas e de um ou mais materiais sobre um substrato a partir da mudança das características de
polarização da luz refletida por sua superfície e da interface com o substrato
•A mudança de estado da polarização da luz depois da reflexão pode ser expressa em função da razão entre os coeficientes de reflexão Rp e Rs
para a luz paralela e perpendicular ao plano de incidência, respectivamente. A expressão complexa:
= Rp/Rs = tg.ei
define os dois ângulos elipsométricos e , que são denominados ângulo azimutal e de diferença de fase, respectivamente.
![Page 108: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/108.jpg)
Elipsometria (índice de refração, coeficiente de absorção e espessura)
•Filme transparente de uma ou mais camadas e de um ou mais materiais sobre um substrato a partir da mudança das características de
polarização da luz refletida por sua superfície e da interface com o substrato
•A mudança de estado da polarização da luz depois da reflexão pode ser expressa em função da razão entre os coeficientes de reflexão Rp e Rs
para a luz paralela e perpendicular ao plano de incidência, respectivamente. A expressão complexa:
= Rp/Rs = tg.ei
define os dois ângulos elipsométricos e , que são denominados ângulo azimutal e de diferença de fase, respectivamente.
•Estes dois ângulos determinam completamente as duas constantes ópticas n (índice de reflexão) e k (coeficiente de absorção) num meio
refletor.
![Page 109: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/109.jpg)
Elipsometria (índice de refração, coeficiente de absorção e espessura)
•Filme transparente de uma ou mais camadas e de um ou mais materiais sobre um substrato a partir da mudança das características de
polarização da luz refletida por sua superfície
•A mudança de estado da polarização da luz depois da reflexão pode ser expressa em função da razão entre os coeficientes de reflexão Rp e Rs
para a luz paralela e perpendicular ao plano de incidência, respectivamente. A expressão complexa:
= Rp/Rs = tg.ei
define os dois ângulos elipsométricos e , que são denominados ângulo azimutal e de diferença de fase, respectivamente.
•Estes dois ângulos determinam completamente as duas constantes ópticas n (índice de reflexão) e k (coeficiente de absorção) num meio
refletor.
![Page 110: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/110.jpg)
ELIPSOMETRIAELIPSOMETRIA
![Page 111: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/111.jpg)
s
rp
onda incidentelinealmente polarizada
Onda refletidaelipticamentepolarizada
p
sr
=45
F
L
P
(C)
S
Amostra
A
D
Ondaincidente ondarefletida
Mei o 0n=1 k=0
Mei o 1N =n +j K O
1
O 0
O2Subst r at o
ELIPSOMETRIAELIPSOMETRIAELIPSÔMETRO
![Page 112: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/112.jpg)
ELIPSOMETRIA ESPESSURA E ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE SiO2
![Page 113: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/113.jpg)
• Diferença de ângulo de polarização = n.360° +
• Diferença de fase = n.360° +
ELIPSOMETRIA ESPESSURA E ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE SiO2
![Page 114: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/114.jpg)
ELIPSOMETRIA TAXA DE OXIDAÇÃO
![Page 115: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/115.jpg)
ELIPSOMETRIA COMPOSIÇÃO DE FILMES DE SiOxNy
![Page 116: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/116.jpg)
Espessuras medidas por outras técnicas
![Page 117: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/117.jpg)
ELIPSOMETRIA ESPESSURA E ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE Si -POLI
![Page 118: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/118.jpg)
ELIPSOMETRIA ESPESSURA E ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE Si -POLI
![Page 119: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/119.jpg)
Microscopia de Força Atômica
![Page 120: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/120.jpg)
LPCVD Vertical para Si-poli
Microscopia de Força Atômica
1. Laser2. Espelho 3. Fotodetector 4. Amplificador 5. Registrador 6. Amostra7. Ponteira (tip)
Mede forças menores que 10-9 N entre a ponteira e a superfíciePode sentir deflexões de até 0,01ÅAnálise em modo de contato; não contato e por diferença de fase
![Page 121: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/121.jpg)
LPCVD Vertical para Si-poli
Microscopia de Força Atômica
1. Laser2. Espelho 3. Fotodetector 4. Amplificador 5. Registrador 6. Amostra7. Ponteira (tip)
Mede forças menores que 10-9 N entre a ponteira e a superfíciePode sentir deflexões de até 0,01ÅAnálise em modo de contato; não contato e por diferença de fase
Medida do E da interação superfície e TIP
![Page 122: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/122.jpg)
LPCVD Vertical para Si-poli
Microscopia de Força Atômica
1. Laser2. Espelho 3. Fotodetector 4. Amplificador 5. Registrador 6. Amostra7. Ponteira (tip)
Mede forças menores que 10-9 N entre a ponteira e a superfíciePode sentir deflexões de até 0,01ÅAnálise em modo de contato; não contato e por diferença de fase
Deflexão do Laser sobre cantilever
Medida do E da interação superfície e TIP
![Page 123: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/123.jpg)
![Page 124: CARACTERIZAÇÃO DE FILMES FINOS](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081507/56815d32550346895dcb2c56/html5/thumbnails/124.jpg)
Imagem SCM de amostra deSi c/ I/I de 31P+ 50keV, 1013
cm-2 e RTA de 1050C, 30s.
Alternativa: usar AFM paramedir função trabalho, quedepende da dopagem.