Tese de Doutorado

A seguir apresentamos os resultados de nosso estudo sobre as propriedades ópticas, morfológicas e estruturais de filmes finos de carbeto de silício amorfo hidrogenado. As amostras foram crescidas através da técnica de PECVD (Deposição Química a Vapor Ativada por Plasma), a partir de misturas apropriadas de silano e metano. Em este trabalho mostramos a importância do fluxo de silano, além da composição da mistura gasosa, nas propriedades dos filmes. Em particular, estabelecemos a importância da condição de plasma faminto (starving plasma) na obtenção de amostras de carbeto de silício amorfo hidrogenado de alto GAP. Os resultados das medidas ópticas mostram que filmes crescidos sob condições de plasma faminto apresentam maior GAP óptico. Por outro lado, as medidas de caracterização estrutural e morfológica indicam que essa condição de deposição promove o crescimento de um material mais homogêneo, com tendência a ordem química do carbeto de silício cristalino e com menor densidade de microporos. As propriedades estruturais das amostras foram analisadas por espectroscopia de infravermelho e por EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure). O estudo das propriedades morfológicas foi realizado através de medidas de espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), com as quais determinamos a fração relativa em volume de microporos.

In this work we present the results of our studies on the structural, morphological and optical properties of hydrogenated amorphous silicon carbide thin films. The samples were deposited by Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) from appropriated mixtures of silane and methane. This work shows the importance of the silane flow besides the gaseous mixture on the films properties. In particular it establishes the crucial role of the starving plasma condition in the growth of wide gap material. The optical measurements indicated that films deposited under starving regime have higher optical gap. The structural and morphological characterization indicate that the silane starving plasma regime also promote the growth of a more uniform material with a tendency towards the chemical order of crystalinne silicon carbide and a material with lower microvoids density. The structural properties were analized by infrared spectroscopy and Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS). The morphological properties were studied by Small Angle X-Ray Scattering (SAXS) which determined the microvoid relative volume fraction of the films.