Resumo: Analisamos amostras de óxido de silício rico em silício (SRSO)
obtidas por um sistema de deposição química de vapor com ressonância
ciclotrônica de elétrons (ECR-CVD). Propriedades estruturais, de
composição, ópticas e elétricas foram estudadas por transformada de
Fourier de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de
transmissão (TEM), espectroscopia de retro-espalhamento Rutherford
(RBS), fotoluminescência (PL), elipsometria e medidas de
capacitância-tensão (C-V). Através do ajuste dos índices de refração em
função do fluxo de O2 para uma longa faixa de razões de fluxo, pudemos
notar que o sistema ECR-CVD permite obter filmes com alto controle
desses índices de refração. Isto sugere indiretamente a possibilidade do
controle das características ópticas e elétricas dos nossos filmes,
pois essas características, assim como o índice de refração, são
dependentes da concentração de silício nos filmes. Na região de
concentração de interesse em nosso trabalho, a razão de concentração
atômica O/Si obtida por RBS correlaciona-se linearmente com o índice de
refração. As intensidades e posições dos picos de PL e as curvas de
histereses observadas através de medidas C-V, após os tratamentos
térmicos, dependem das razões de fluxo O2/SiH4 utilizadas na deposição.
Observamos que temperatura e tempo de tratamento térmico têm forte
influência nas propriedades de PL das amostras selecionadas. No entanto,
a influência destes parâmetros sobre as propriedades elétricas (C-V)
não é tão significativa, principalmente para temperaturas de tratamentos
acima de 1000 ºC. As propriedades de PL e C-V puderam ser relacionadas
com a presença de nanoestruturas de silício imersas nos filmes SRSO,
sendo que defeitos do tipo NBOHC e ODC, típicos do óxido de Si, também
têm influência sobre essas propriedades. Comparando os dados de PL e
FTIR de nossas amostras, bem como dados da literatura, concluímos que a
cristalinidade das nanoestruturas de Si tem forte influência sobre a
intensidade de PL. Por outro lado, a cristalinidade influencia muito
pouco na capacidade de armazenamento de carga, como verificado pelas
curvas de histerese nas medidas C-V. Assim, as características ópticas e
elétricas de nossas amostras estão associadas principalmente à presença
de nanoestruturas de silício dentro da matriz de óxido de Si. Nossas
amostras demonstram alta potencialidade para aplicação em dispositivos
optoeletrônicos e nanoeletrônico.
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