Nesta dissertação, foram investigadas as propriedades físico-químicas de
filmes finos de óxido de alumínio (Al2O3). O Al2O3 foi depositado sobre
substratos germânio (Ge) e silício (Si) por magnetron sputtering
reativo, utilizando uma fonte DC pulsada, visando a produzir camadas com
baixas quantidades de OH e H2O, em comparação àquelas produzidas pelo
processo de deposição por camadas atômicas (ALD). Dados obtidos por
espectroscopia de fotoelétrons (XPS) e perfis de concentração obtidos
por reações nucleares ressonantes (NRP) evidenciaram a formação de uma
camada de GeO2 sobre os substratos de Ge, durante o processo de
deposição. Quando as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em
atmosferas de Ar e forming gas, foi verificada a redução desse óxido.
Foi observado que a camada de transição remanescente na interface é
constituída essencialmente de germanatos de alumínio. O efeito dos
principais contaminantes introduzidos pela técnica de ALD (água e/ou
grupos hidroxila) foi investigado por meio de tratamentos térmicos em
atmosferas de oxigênio (O2) e vapor d’água. Dados de NRP mostraram que a
incorporação de O aumenta com a temperatura de tratamento e depende do
gás empregado. Também observou-se que o O proveniente da fase gasosa
interage fortemente com o substrato semicondutor de Ge, efeito não
observado nas amostras de Si. Análises com técnicas por espalhamento de
íons evidenciaram um aumento na concentração de Ge dentro da camada de
Al2O3 e na superfície das amostras, efeito associado à oxidação do
substrato de Ge. Essas observações podem ser explicadas pela dessorção
de GeO resultante de reações químicas que ocorrem na interface
dielétrico/substrato.
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Bem vindo ao blog de discussões referentes à análise e modificação de materiais por feixes iônicos e suas contribuições nas diversas áreas da Ciência.
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7 de mar. de 2012
4 de mar. de 2012
Estabilização de nanoestruturas dielétricas de alta permissividade por incorporação de nitrogênio
Atualmente os candidatos mais prováveis para aplicação como dielétrico
de porta nas próximas gerações de dispositivos MOSFET são os filmes de
silicato e aluminato metálicos com nitrogênio em sua composição. Neste
trabalho são investigados filmes de oxinitreto de háfnio e silício
(HfSixOyNz), oxinitreto de alumínio (AlOxNy), e oxinitreto de lantânio e
alumínio (LaAlxOyNz) depositados sobre Si utilizando diferentes
técnicas de preparação. O objetivo deste estudo é avaliar a estabilidade
térmica dessas estruturas e o efeito da presença do nitrogênio no que
diz respeito ao transporte atômico e reações químicas durante
tratamentos térmicos pós-deposição. Os tratamentos térmicos realizados
buscam simular as etapas de processamento térmico inerentes do processo
de fabricação de um MOSFET, como, por exemplo, a etapa de ativação de
dopantes da fonte e do dreno do dispositivo. Esses tratamentos térmicos
são realizados em temperaturas que variam de 600oC até 1000oC em
atmosfera inerte ou oxidante. Foi observado que a presença de
nitrogênio inibe o transporte atômico e, conseqüentemente,
instabilidades composicionais quando comparado com filmes sem
nitrogênio. Em particular, as espécies oxidantes desempenham um papel
importante na compreensão da estabilidade físico-química dessas
estruturas durante os tratamentos térmicos, uma vez que o nitrogênio
modifica a difusão e a incorporação de oxigênio. Além disso, observa-se
que parte do nitrogênio é removido dessas estruturas com o tratamento
térmico em atmosfera oxidante. Essa perda acontece principalmente
através de um processo de troca entre o nitrogênio do filme e o oxigênio
da fase gasosa. Nesta tese foi realizado um estudo sistemático dessas
estruturas e as possíveis causas das observações realizadas são
discutidas, assim como alguns mecanismos são propostos para explicar os
resultados experimentais. Esta tese aporta uma importante contribuição
para essa área de pesquisa e para o avanço da tecnologia CMOS nos
próximos anos.
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28 de fev. de 2012
Implantação iônica e difusão auxiliada por radiação de estanho em ferro e aços
O objetivo deste trabalho é estudar a composição, a estrutura e a
morfologia de superfícies de ferro e aços impurificados com estanho,
tanto por implantação iônica direta mo por Jiru ão auxiliada por
radiação. Amostras de ferro puro, de um aço-ferramenta e de um aço
inoxidável austenítico fo ram tratadas por esses dois processos e
analisadas por CEMS ("Conversion Electron MOssbauer Spectroscopy") e RBS
("Rutherford Backscattering Spectrometry"). Em todos os casos
estudados, verifica-se a formação de fases intermetálicas diferentes das
obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de
equilíbrio termodinâmico. Essas fases de não-equilíbrio são
interpretadas como ligas amorfas ou soluções sólidas de estrutura
cristalina fortemente danificada, constituidas basicamente de Fe e Sn,
com al gum conteúdo de C, Cr ou Ni, conforme o tipo de material em es
tudo. A tendência para a formação dessas fases de não-equilíbrio
mostra-se mais pronunciada nas amostras diretamente implantadas do que
nas tratadas por difusão auxiliada por radiação. Em todos os casos
estudados, verifica-se a formação de fases intermetálicas diferentes das
obtidas mediante procedimentos convencionais sob condições de
equilíbrio termodinâmico. Essas fases de não-equilíbrio são
interpretadas como ligas amorfas ou soluções sólidas de estrutura
cristalina fortemente danificada, constituidas basicamente de Fe e Sn,
com al gum conteúdo de C, Cr ou Ni, conforme o tipo de material em es
tudo. A tendência para a formação dessas fases de não-equilíbrio
mostra-se mais pronunciada nas amostras diretamente implantadas do que
nas tratadas por difusão auxiliada por radiação. Estuda-se também a
evolução térmica das superfí cies tratadas. Verifica-se que, quando
submetidas a temperaturas progressivamente mais elevadas, as fases de
não-equilíbrio evoluem para fases idênticas às obtidas mediante
procedimentos convencionais sob condições de equilíbrio termodinâmico.
Os compostos íntermetálicos assim obtidos tendem a sofrer decomposição a
temperaturas inferiores às prescritas nos diagramas de fase dr
equilíbrio. No caso do ferro puró, sugere-se ainda a formncy de
micro-precipitados de estanho nos contornos de grão. Os resultados
obtidos são interpretados em terhlos de, dstudos recentes sobre a
formação de fases intermetálicas amorfas ou meta-estáveis por
implantação iônica e difusão auxiliada por radiação. Mostram-se
finalmente, de forma tentativa, as possíveis conexões entre os
resultados relatados e as alterações observadas nas propriedades
tribológicas e na resis tência à oxidação térmica do ferro e aços
tratados com estanho pelos dois processos mencionados.
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27 de fev. de 2012
Formação de ilhas metálicas de Sn e Pb em interfaces SiO2/Si e SiO2/Si3N4 via implantação iônica e tratamento térmico
Neste trabalho estudou-se a estruturação de partículas de Sn ou Pb em
interfaces SiO2/Si e SiO2/Si3N4 pela técnica de implantação iônica
seguida de tratamento térmico em alta temperatura. A formação de
partículas de Sn em interfaces SiO2/Si foi estuda em função do tempo de
recozimento em fluxo de N2. Os dados experimentais demonstraram que este
método leva a formação de partículas com bases quadradas de ≈ 8,0 nm de
largura que crescem epitaxialmente a partir do substrato de Si. Os
resultados foram discutidos com base nas propriedades de equilíbrio do
sistema Si-Sn bem como em argumentos cinéticos referentes à
redistribuição dos átomos implantados. A influência da inclusão de uma
etapa de tratamento térmico de envelhecimento em baixas temperaturas
antes do recozimento necessário para a formação de partículas na
interface foi também estudada. Foi demonstrado, de forma pioneira, a
possibilidade de estruturar exclusivamente a região da interface SiO2/Si
via implantação iônica. Os resultados foram discutidos considerando um
modelo fenomenológico baseado em argumentos termodinâmicos relacionados à
dependência da energia de interface partícula/matriz com o tamanho de
partículas que podem resultar em pequenas partículas de Sn possuindo
elevada estabilidade térmica. Em particular demonstrou-se de maneira
inédita que o método de envelhecimento seguido de recozimento em altas
temperaturas é capaz de produzir filmes cuja intensidade da resposta
luminescente é o dobro das camadas não submetidas a esse processamento.
A nucleação e crescimento de partículas de Sn em interfaces SiO2/Si3N4
também foi estudada. Esse sistema é interessante, pois permite a
aplicação do processo de síntese de partículas por implantação iônica na
elaboração de dispositivos de memória tipo flash. Além disso, esse
estudo evidenciou a possibilidade de modificar a distribuição em
tamanhos das partículas formadas na interface SiO2/Si3N4 pela aplicação
de um segundo recozimento em alta temperatura, aumentando assim o
controle sobre as estruturas formadas na interface SiO2/Si3N4. O estudo
nanopartículas de Pb em interfaces SiO2/Si(100) demonstrou a formação de
partículas com tamanhos menores que 7,0 nm. Essa investigação mostrou a
tendência das partículas de se enterrarem no substrato de Si quando
utilizados recozimentos de longa duração. Essas partículas enterradas no
Si exibem estruturas piramidais cujas bases são quadradas e suas faces
formam interfaces com os planos [111] do substrato de Si. Aumentando a
quantidade de Pb transferida para a interface SiO2/Si(100) resultou na
formação de partículas com duas fases do tipo caroço/casca. Nesse caso o
caroço é composto de Pb metálico enquanto a casca é composta
provavelmente por uma liga Pb-Si. Diferentemente desse cenário a
formação de ilhas em interfaces SiO2/Si(111) demonstrou a possibilidade
de formar pela técnica de implantação iônica, estruturas com geometria
de calota esférica e que exibem comportamento de crescimento competitivo
(Ostwald ripening), onde as partículas menores se dissolvem alimentando
o crescimento das maiores.
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25 de fev. de 2012
Estudo da estabilidade termodinâmica de filmes ultrafinos de HfO/sub 2/ sobre Si
O presente estudo relata a composição, transporte atômico, estabilidade
termodinâmica e as reações químicas durante tratamentos térmicos em
atmosfera de argônio e oxigênio, de filmes ultrafinos de HfO2
depositados pelo método de deposição química de organometálicos na fase
vapor (MOCVD) sobre Si, contendo uma camada interfacial oxinitretada em
NO (óxido nítrico). A caracterização foi realizada utilizando-se
técnicas de análise por feixes de íons e espectroscopia de fotoelétrons
excitados por raios-X (XPS). Também foram realizadas medidas elétricas
sobre os filmes. Os estudos indicaram que esta estrutura é
essencialmente estável aos tratamentos térmicos quando é feito um
pré-tratamento térmico em atmosfera inerte de argônio, antes de
tratamento em atmosfera reativa de oxigênio, exibindo uma maior
resistência à incorporação de oxigênio do que quando foi diretamente
exposta à atmosfera de oxigênio. Tal estabilidade é atribuída a um
sinergismo entre as propriedades do sistema HfO2/Si e a barreira à
difusão de oxigênio constituída pela camada interfacial oxinitretada. A
composição química dos filmes após os tratamentos térmicos é bastante
complexa, indicando que a interface entre o filme e o substrato tem uma
composição do tipo HfSixOyNz. Foi observada a migração de Hf para dentro
do substrato de Si, podendo esta ser a causa de degradação das
características elétricas do filme.
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23 de fev. de 2012
Caracterização da implantação de Ne em Si (100)
Esta tese apresenta um estudo sistemático sobre a formação e evolução do
sistema de bolhas, cavidades e defeitos gerados pela implantação de Ne
em Si monocristalino. A implantação de gases inertes em Si tem sido
explorada com o objetivo de modificar a microestrutura potencializando
aplicações para aprisionamento de impurezas, corte preciso, relaxação de
estruturas, entre outras. A maior parte dos trabalhos conhecidos na
literatura considera a implantação de He ou uma combinação de He e H em
Si. Nessa tese serão explorados os efeitos da implantação de Ne em Si e
as modificações estruturais ocasionadas quando parâmetros de implantação
e de tratamentos térmicos posteriores são variados. Os estudos foram
realizados considerando: i) substrato mantido à temperatura ambiente e
com diferentes fluências de implantação, ii) substrato mantido em 250°C e
diversas fluências, e iii) mais altas temperaturas de implantação e
fluência fixa. Após tratamentos térmicos investigou-se como os defeitos
pontuais formam defeitos estendidos e a sua evolução para discordâncias.
A comparação entre as técnicas de implantação com feixe de íons
monoenergéticos e plasma de íons de Ne, também foi investigada. O estudo
apresenta uma descrição detalhada das interações entre o sistema de
bolhas e defeitos pontuais e estendidos. Esse estudo foi feito
utilizando as técnicas de espectroscopia de retroespalhamento de
Rutherford (RBS/C) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), bem
como com a técnica de espalhamento de raios X em incidência de ângulo
rasante (GISAXS) para investigar a morfologia do sistema de bolhas. O
conteúdo de gás no sistema foi estudado com as técnicas de
espectroscopia de dispersão em comprimento de onda (WDS) e detecção do
recuo elástico (ERD). O valor experimental do conteúdo foi comparado com
o volume livre existente no sistema de bolhas considerando modelos de
equilíbrio termodinâmico e a equação de estado de gás ideal e gás real.
Além disso, a evolução do sistema de bolhas foi discutida em termos das
características de distribuição em tamanhos. Os principais resultados
permitiram concluir que: i) mesmo em altas temperaturas de implantação e
recozimento ocorre a presença de bolhas, ii) o conteúdo de gás se
conserva, iii) esta conservação implica que as bolhas estão
superpressurizadas ou é necessário adotar um maior valor para a
densidade de energia de interface, ou ainda, que além das bolhas o gás
pode estar dissolvido na matriz. As bolhas e os defeitos interagem entre
si, e a presença do gás nas amostras também afeta diretamente o
crescimento das mesmas. Das imagens de TEM que mostram as diferentes
distribuições em tamanhos das bolhas em função da profundidade
verificou-se a perda de memória dos processos de nucleação e crescimento
das bolhas após tratamentos térmicos. Tal perda é associada ao tamanho
médio atingido pelas bolhas após tratamentos térmicos que mostra ser
independente do sistema inicial, após implantações a diferentes
temperaturas. Este estudo permitiu, portanto, desenvolver uma visão mais
abrangente da evolução da microestrutura de amostras de Si implantadas
com Ne e discutiu os processos de formação e dissolução de defeitos no
Si.
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21 de fev. de 2012
Estudo do comportamento magnético e magnetoresistivo em multicamadas de filmes finos
Este trabalho envolve o estudo de multicamadas de filmes finos
magnéticos e está dividido em duas partes: estudo do comportamento
magnético e formação de fases em sistemas de multicamadas de Fe/Nd(B) e o
estudo da magnetoresistência gigante em diversos sistemas. Na primeira
parte do trabalho estão dispostos os resultados do estudo do
comportamento magnético e a formação de fases em sistemas de
multicamadas de Fe/Nd(B). Partindo de uma multicamada estudou-se a
evolução magnética do sistema após implantação de B+ e Fe+ e tratamentos
térmicos. O estudo da magnetoresistência gigante está dividido em três
itens: (a) análise do comportamento magnetoresistivo do sistema
NiFe/Cu/Co/Cu, onde se explorou de forma sistemática a otimização com
respeito à magnetoresistência gigante; (b) estudo do efeito válvula de
spin inverso, tema que está intimamente ligado ao modelo de duas
correntes aplicado a sistemas de multicamadas; e (c) a obtenção de uma
expressão analítica para a condutividade no modelo semiclássico de
Camley-Barnaí aplicado a multicamadas de filmes finos magnéticos.
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20 de fev. de 2012
Estudos da formação, estabilidade e ordenamento da fase gamma FeSi 2 produzida pela técnica de implantação iônica
No presente trabalho implantamos íons de Fe em amostras de Si que são
subseqüentemente recristalizadas pela técnica Cristalização Epitaxial
Induzida por Feixe de íons (IBIEC). Quatro técnicas de análise (RBS,
Canalização, Mõssbauer e TEM) foram utilizadas a fim de estudar os
seguintes aspectos: a) fases formadas pela técnica IBIEC em função da
concentração de Fe implantado; b) estabilidade térmica dos precipitados
-y-FeSi2; c) caracterização da fase -y-FeSi2 pela técnica Mõssbauer e a
existência ou não de um carácter magnético para esta fase. Nossos
experimentos mostraram os seguintes resultados. Em baixa concentração de
Fe (C<llat.%) somente a fase -y-FeSi2 é formada. No entanto, quando
uma concentração crítica é atingida (llat.%), então a fase a também é
verificada. Finalmente, uma coexistência de três fases (fases -y, a e
,3-FeSi2) é observada se a concentração de Fe é maior que 2lat.%. Este é
um fenômeno singular uma vez que a fase -y é metaestável e a fase a é
estável somente em temperaturas mais elevadas que ,950°C (o processo
IBIEC é realizado em 320°C). Os experimentos de estabilidade térmica
mostraram que a fase 7-FeSi2 é estável entre 600°C e 730°C, sendo a
temperatura exata uma função da concentração de Fe implantado.
Concluiu-se que a estabilidade da fase y é sustentada pelo pequeno
tamanho dos precipitados de FeSi2 (< 10 nm). Além disso, a
transformação y --+ /3 é devida ao aumento de tamanho dos precipitados
baseado no mecanismo de crescimento de Ostwald. Os experimentos
Mõssbauer mostraram que a fase fase -y-FeSi2 não é magnética. Esta
característica foi deduzida de medidas realizadas em 4 K, que não
mostram qualquer evidência de desdobramento magnético no espectro
Mõssbauer. Medidas em temperatura ambiente indicam que a fase -y-FeSi2 é
desordenada. No entanto, após recozimentos adicionais, observou-se
pela primeira vez um singleto no espectro, além do dubleto original.
Mostrou-se que o singleto caracteriza a fase -y ordenada (condizente com
a sua estrutura cúbica) enquanto que o dubleto corresponde àquela com
defeitos (a interface FeSi2 /Si provavelmente também deve ser
considerada como "defeito"). Nós gostaríamos de enfatizar que medidas
prévias, onde o processo de recristalização era unicamente térmico (SPE e
RTA), falharam na obtenção da fase -y-FeSi2. Nós então tentamos
justificar porque a técnica IBIEC é tão especial para produzir, de uma
maneira seletiva, a fase -y-FeSi2. Por último, propõe-se um modelo
microscópico para a precipitação -y-FeSi2 por IBIEC.
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19 de fev. de 2012
Determinação da posição reticular de F em Si
Neste trabalho, estudamos a posição de átomos de F na estrutura
cristalina do Si. As amostras foram pré-amorfizadas utilizando um feixe
de Si de 200 keV e, após, implantadas com F. Então recristalizamos a
camada amorfa através do processo de Epitaxia de Fase Sólida (EFS).
Empregamos as técnicas de Espectrometria de Retroespalhamento
Rutherford, na condição de canalização iônica, e de Análise por Reação
Nuclear (NRA), através da reação ressonante ( ) O p F 16 19 , αγ , à 5 ,
340 keV, para determinar a posição dos átomos de F e, depois,
reproduzimos os resultados experimentais através do programa de
simulação computacional chamado Simulação Adaptada de Canalização de
Íons Rápidos em Sólidos (CASSIS - Channeling Adapted Simulation of Swift
Ions in Solids). Os resultados obtidos apontam para duas possíveis
combinações lineares distintas de sítios. Uma delas concorda com a
proposta teórica de Hirose et al. (Materials Science & Engineering B
– 91-92, 148, 2002), para uma condição experimental similar. Nessa
configuração, os átomos de F estão na forma de complexos entre átomos de
flúor e vacâncias (F-V). A outra combinação ainda não foi proposta na
literatura e também pode ser pensada como um tipo de complexo F-V.
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18 de fev. de 2012
Feixes de íons para estudos de danos a semi-condutores
Nossa tecnologia atual depende de satélites, seja para transmitir a final do mundial interclubes ao vivo, direto do Japão, seja para tornar possível o uso do GPS, cada vez mais presente, porém o ambiente aeroespacial é muito diferente do ambiente na superfície terrestre, lá os níveis de radiação são muito mais altos do que na superfície.
a maioria dos satélites em funcionamento se situam na chamada órbita baixa, que é entorno de 400Km de altitude, nessa região estão o telescópio Hubble e a estação espacial internacional, e é protegida de uma maior incidência de radiação ionizante pela magnetosfera terrestre, para órbitas superiores, tais como a geossíncrona, a 35000Km de altura, essa região é importante para a comunicação, e sujeita a altas doses de radiação.
Um íon de alta energia, ao atingir um semicondutor, pode alterar os estados lógicos, alterando zeros em uns e vice-versa, causando travamentos, tais erros são os soft-errors, em que a reinicialização do sistema resolve, ou pode danificar a rede cristalina de forma irreversível, inutilizando o satélite, tal evento é chamada de hard-error, e todo componente eletrônico está sujeito a esses eventos.
Cada componente eletrônico, antes de ser utilizado em um satélite deve passar por testes que comprovem sua resistência a altas doses de radiação, particularmente importante para satélites geossíncronos, que precisam funcionar por anos, para esses testes são utilizados aceleradores de partículas, indo desde os de baixa energia como os presentes no LAMFI-SP e Pelletron localizados na Universidade de São Paulo, como os de média energia, localizados nos Estados Unidos e Europa.
Os aceleradores de partículas são capazes de produzir um feixe de íons com energias compatíveis com as encontradas no ambiente espacial, em especial, com energias semelhantes ás encontradas em uma erupção solar.
Com o uso dos aceleradores, é possível aplicar doses de radiação muito mais altas do que no espaço próximo, realizando em poucas horas um teste que equivale a anos no espaço, se o semicondutor sobreviver, ele é considerado apto a ser utilizado no satélite.
Mesmo computadores e celulares localizados na superfície terrestre estão sujeitos a radiação ionizante, a magnetosfera e a atmosfera terrestre bloqueia grande parte dessa radiação, porém uma pequena parte consegue atravessar e atingir a superfície.
Com a contínua miniaturização dos componentes eletrônicos, mesmo a radiação natural pode representar riscos a nossa sociedade tecnológica, afinal ninguém que os uns associadas a sua conta bancária seja substituídos por zeros em um servidor do banco devido a uma radiação ionizante. O que faz com que fique cada vez mais importante esse estudo, utilizando feixes de íons gerados por aceleradores.
Para saber mais clique aqui.
a maioria dos satélites em funcionamento se situam na chamada órbita baixa, que é entorno de 400Km de altitude, nessa região estão o telescópio Hubble e a estação espacial internacional, e é protegida de uma maior incidência de radiação ionizante pela magnetosfera terrestre, para órbitas superiores, tais como a geossíncrona, a 35000Km de altura, essa região é importante para a comunicação, e sujeita a altas doses de radiação.
Um íon de alta energia, ao atingir um semicondutor, pode alterar os estados lógicos, alterando zeros em uns e vice-versa, causando travamentos, tais erros são os soft-errors, em que a reinicialização do sistema resolve, ou pode danificar a rede cristalina de forma irreversível, inutilizando o satélite, tal evento é chamada de hard-error, e todo componente eletrônico está sujeito a esses eventos.
Cada componente eletrônico, antes de ser utilizado em um satélite deve passar por testes que comprovem sua resistência a altas doses de radiação, particularmente importante para satélites geossíncronos, que precisam funcionar por anos, para esses testes são utilizados aceleradores de partículas, indo desde os de baixa energia como os presentes no LAMFI-SP e Pelletron localizados na Universidade de São Paulo, como os de média energia, localizados nos Estados Unidos e Europa.
Os aceleradores de partículas são capazes de produzir um feixe de íons com energias compatíveis com as encontradas no ambiente espacial, em especial, com energias semelhantes ás encontradas em uma erupção solar.
Com o uso dos aceleradores, é possível aplicar doses de radiação muito mais altas do que no espaço próximo, realizando em poucas horas um teste que equivale a anos no espaço, se o semicondutor sobreviver, ele é considerado apto a ser utilizado no satélite.
Mesmo computadores e celulares localizados na superfície terrestre estão sujeitos a radiação ionizante, a magnetosfera e a atmosfera terrestre bloqueia grande parte dessa radiação, porém uma pequena parte consegue atravessar e atingir a superfície.
Com a contínua miniaturização dos componentes eletrônicos, mesmo a radiação natural pode representar riscos a nossa sociedade tecnológica, afinal ninguém que os uns associadas a sua conta bancária seja substituídos por zeros em um servidor do banco devido a uma radiação ionizante. O que faz com que fique cada vez mais importante esse estudo, utilizando feixes de íons gerados por aceleradores.
Para saber mais clique aqui.
Estudo de difusão de In e Pd em [alfa]-Ti utilizando a técnica de espectrometria de retroespalhamento de Rutherford e canalização
O objetivo da presente dissertação é o estudo de difusão de In e Pd na
matriz de a-Ti. O interesse deste estudo baseia-se na investigação
sistemática, realizada pelo grupo de Implantação Iônica, de difusão de
impurezas substitucionais em a-Ti com o fim de determinar uma relação
entre tamanho, valência e solubilidade e os respectivos coeficientes de
difusão. Considerações de tamanho, diferença de valência e solubilidade
indicam que o In deverá difundir substitucionalmente. Por outro lado,
não está claro qual será o mecanismo de difusão do Pd, pois a sua
solubilidade não é muito alta e seu raio atômico é menor que o da
matriz. A dependência do coeficiente de difusão desses dois elementos
com a temperatura foi estudada entre 823 e 1073 K no caso do In, e entre
673 e 1073 K no caso do Pd. Em ambos os casos, a técnica de RBS foi
utilizada para determinar os perfis de concentração. Esta técnica tem
uma alta resolução em profundidade (tipicamente 10 nm), o que permite a
determinação das baixas difusividades esperadas no presente experimento
(D ≤ 10-17 m² s-¹). Adicionalmente, utilizamos para o caso do Pd a
técnica de canalização, com a finalidade de determinar o grau de
substitucionalidade dos átomos de Pd, tanto imediatamente após a
implantação, quanto depois de efetuados os recozimentos e, portanto,
determinar o mecanismo de difusão do mesmo em α - Ti. No caso do In, os
coeficientes de difusão seguem uma lei de Arrhenius com parâmetros de
difusão Q = (260 ± 10) kJ/mol e Do = (2,0 ± 1,3) x 10-6 m² s-¹ , valores
estes, típicos de um comportamento difusivo substitucional. No entanto,
para o Pd, os coeficientes de difusão também seguem um comportamento
tipo Arrhenius, com Q = (264 ± 9) kJ/mol e Do = (2,8 ± 1,3) x 10-3 m²
s-¹. Quando se comparam os resultados do Pd com outros substitucionais,
tais como Pb, Au, Sn e In, os resultados indicam que o Pd é um difusor
rápido, porém mais lento que os intersticiais do tipo Fe, Co ou Cu. Por
outro lado, os experimentos de canalização indicam que no intervalo de
temperatura estudado, 30% dos átomos de Pd ficam em posição intersticial
na rede. Isto é um forte indício de que o mecanismo de difusão é do
tipo misto.
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17 de fev. de 2012
Pré-amorfização de silício por implantação iônica de estanho para formação de junções rasas tipo-p
Nesta dissertação estudamos a possibilidade de uso de implantação iônica
de estanho para pré-amorfização do silício cristalino e sua
aplicabilidade na tecnologia de fabricação de junções rasas. Foi
estudada a amorfização de Si em doses altas (~ 1x1016 cm-2) de
implantação de Sn. Nas pesquisas foram empregadas as técnicas de
espectroscopia Mössbauer e de Retroespalhamento de Rutherford Canalizado
(RBS/C). Mesmo para estas doses muito altas, foi observado 93% de
substitucionalidade de Sn na rede cristalina de Si, após tratamento
térmico, o que corresponde a duas ordens de grandeza a mais que a máxima
solubilidade sólida. Doses médias (1x1012 – 3x1014 cm-2) de implantação
de Sn foram usadas para encontrar a dose mínima de amorfização, que foi
de 1x1014 cm-2, medida com RBS/C. Amostras pré-amorfizadas com
implantação iônica de Sn e energias 120 keV e 240 keV foram
posteriormente implantadas com BF2 + de 50 keV e dose 5x1014 cm-2 para
obtenção de junção rasa tipo p+-n. Diferentes regimes de recozimento
térmico rápido foram utilizados. Técnicas de espectroscopia de massa de
íons secundários (SIMS) e medidas elétricas foram usadas para
caracterização destas junções. O melhor resultado foi com
pré-amorfização de Sn de 240 keV e recozimento de 900 ºC, 30s. A
profundidade de junção foi de 115 nm e a resistência de folha de ~ 175 /
[Link]
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