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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2003.tde-09062003-113450
Documento
Autor
Nome completo
Denise Criado Pereira de Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2003
Orientador
Banca examinadora
Alvarez, Ines Pereyra de (Presidente)
Fantini, Marcia Carvalho de Abreu
Mansano, Ronaldo Domingues
Título em português
Estudo e produção de filmes de oxinitreto de silício (SiOxNy) pela técnica de PECVD.
Palavras-chave em português
oxinitreto de silício
PECVD
SiOxNy
Resumo em português
Neste trabalho apresentamos os resultados da deposição e caracterização de filmes de oxinitreto de silício (SiOxNy) pela técnica de deposição química a vapor assistida por plasma (PECVD) à baixas temperaturas (320oC). O objetivo deste trabalho é obter filmes de ligas amorfas de silício, oxigênio e nitrogênio com composição química ajustável de forma contínua desde à do SiO2 até a do Si3N4 visando sua aplicação em dispositivos ópticos e eletrônicos. Os filmes foram crescidos a partir de duas misturas gasosas (silano, óxido nitroso e nitrogênio) e (silano, óxido nitroso e amônia) e a relação entre os fluxos dos gases foi variada de forma a obter as composições químicas desejadas na fase sólida. Foi procurado também obter filmes com alta e baixa taxa de deposição, para as diferentes aplicações. Os filmes foram caracterizados através da técnica de espectroscopia por retroespalhamento Rutherford (RBS) para a obtenção da composição química, espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR) para a determinação das ligações químicas, elipsometria para a determinação de propriedades ópticas como índice de refração e a técnica de X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES) para o estudo de estrutura de ordem local e média em torno de uma determinada espécie atômica. Os resultados demonstraram que com as duas misturas gasosas é possível variar a composição dos filmes de forma contínua permitindo assim um controle preciso das concentrações atômicas e, portanto, um bom controle do índice de refração. Os filmes não apresentaram incorporação significativa de ligações Si-H, tornando-os bons candidatos para as aplicações em dispositivos optoeletrônicos. A incorporação de nitrogênio foi mais eficiente para as amostras crescidas com NH3 em comparação às crescidas com N2. As amostras de baixa taxa de deposição apresentaram densidades semelhantes, podendo ser utilizada qualquer uma das misturas gasosas na produção dos filmes. Para a obtenção de filmes espessos, as amostras crescidas com nitrogênio apresentaram melhores características quanto a densidade em comparação às crescidas com amônia.
Resumo em inglês
In this work, we present results on the deposition and characterization of silicon oxynitride films (SiOxNy) deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) at low temperatures (320ºC). Our goal is to obtain silicon, oxygen and nitrogen amorphous alloys with tunable chemical composition from silicon dioxide to stoichiometric silicon nitride, for optical and electronic applications. The films were grown from two different gaseous mixtures: (silane, nitrous oxide and nitrogen) and (silane, nitrous oxide and ammonia). The flow ratio among these precursor gases was varied in order to obtain the desired chemical composition in the solid phase. We also sought to obtain films with high and low deposition rate, for the different applications. The films were characterized by Rutherfor Backscatering spectroscopy (RBS) to obtain the chemical composition, by Fourier Transform Infrared (FTIR) to determine and chemical bonds, by elipsometry to determine the optical properties such as refractive index and by the X-ray Absorption Near Edge Structure (XANES) to study the local and medium order structure. The results demonstrated that with the two gaseous mixtures is possible to obtain films with chemical composition varying in a continuous way, thus allowing a precise control of the atomic concentration and, therefore, of the refractive index. The films do not show significant incorporation of Si-H bonds, making then good candidates for optoelectronic devices applications. The nitrogen incorporation was more efficient in samples grown with NH3 in comparison with those grown with N2. The low deposition rate samples presented similar density, so anyone of these gaseous mixtures can be utilized for film production. To obtain thick films nitrogen precursor mixtures lead to better material properties than ammonia mixtures.
 
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Dissertacao-Denise.pdf (552.23 Kbytes)
Data de Publicação
2003-07-15
 
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