Neste trabalho foram estudados processos de deposição de filmes de carbono amorfo hidrogenado. Foram utilizadas duas técnicas: a técnica de sputtering reativo e a técnica de deposição química a vapor assistida por plasma de alta densidade. Com as duas técnicas utilizamos misturas de gás metano com aditivos. Na deposição por sputtering os filmes foram produzidos em um sistema de magnetron sputtering montado por nós, neste sistema utilizamos um alvo de grafite com 99,9999 % de pureza, com 150 mm de diâmetro, e as amostras são colocadas a 100 mm de distância do alvo. O sistema de vácuo é constituído de uma bomba turbo molecular e uma bomba mecânica com pressão de fundo de 4.10´POT.-6´ Torr. A pressão de processo foi mantida constante em 5.10-³ Torr. Na primeira parte deste trabalho, os filmes de carbono amorfo foram depositados utilizando plasma de argônio e metano. A taxa de deposição é 6 vezes maior usando metano puro quando comparado com processos com argônio puro. A taxa de deposição foi de 27 nanômetros por minuto para plasma de metano puro e de 4 nanômetros por minuto para plasma de argônio puro. Ao mesmo tempo obtivemos maior concentração de hibridações sp³ do carbono com plasmas de metano puro. A resistividade obtida nestes processos foi de 1 x 10¹³ ´ÔMEGA´cm, com constante dielétrica de 1,8. A rugosidade RMS de filmes com 1µm de espessura é de 1,6 nm. Usando tetrafluoreto de carbono e hidrogênio obtivemos filmes com constante dielétrica de 2,5, resistividade de 1,5 x 10¹¹ ´ÔMEGA´cm e taxa de deposição de 20 nanômetros por minuto. No mesmo sistema também utilizamos misturas de metano e tetrafluoreto de carbono. Os filmes obtidos 10% de tetrafluoreto de carbono apresentaram resistividades de 5,2 x 10¹³ ´ÔMEGA´cm com constante dielétrica de 1,6 e taxa de deposição de 18 nanômetros por minuto. ) No sistema de deposição química assistida por plasma de alta densidade nós também depositamos filmes de carbono amorfo hidrogenado. Neste sistema os plasmas de alta densidade são obtidos por acoplamento indutivo por meio de uma bobina planar. O acoplamento indutivo associado a um sistema de confinamento de campo elétrico, promovem a geração do plasma de alta densidade. O sistema de deposição é mais eficiente para baixas pressões, obtendo as maiores taxas de deposição para 15 mTorr. Nesta pressão com 125 W de potência RF, obtemos taxas de deposição de 18 nanômetros por minuto, nestas condições a constante dielétrica obtido foi de 1,8, a resistividade de 4,8 x 10¹³ ´ÔMEGA´cm e o campo elétrico de ruptura é de 6,8 MV/cm. Estes resultados confirmam a possibilidade do uso de filmes de carbono amorfo hidrogenado como isolação dielétrica entre camadas metálicas em dispositivos em microeletrônica.

In this work, hydrogenated carbon films were deposited in a reactive magnetron sputtering system and in a high density plasma chemical vapor deposition system at low temperatures using different methane mixtures. By sputter deposition the films were produced in a home built reactive RF magnetron sputtering system. The target is a 99.9999 % pure, 6 inch diameter, graphite plate, located at 100 mm from the substrate. A pump system composed of a rotary vane and a turbo-molecular pump, was used to attain a residual pressure of 4.10´POT.-6´ Torr. The process pressure was kept constant at 5.10­³ Torr. In the first step of the work the films were deposited by argon and methane plasmas. The deposition rate of the films increases with up to a factor of 6 when comparing a CH´IND.4´ rich mixture to a pure Ar plasma. At the same time, the sp" carbon content is much higher when CH´IND.4´ is added to the Ar, and as a consequence the resistivity increases, with approximately 6 orders of magnitude, and the breakdown electric field increases with approximately a factor of 3. Another attractive feature of the filmes deposited with a CH´IND.4´ rich plasma, is the low dielectric constant, down to 1.8 for a pure CH´IND.4´ plasma. The RMS roughness of a 1 micrometer thick film is a low as 1.6 nm. Using the sputter system with carbon tetrafluoride and hydrogen we obtained films with a dielectric constant of 2.5, resistivity of 1.5 x 10¹¹ ´ÔMEGA´cm and deposition rate of 20 nm/min. Inthe same system we use mixtures of methane and carbon tetrafluorine. The films obtained with 10% of carbon tetrafluorine show a resistivity of 5,2 x 10¹³ ´ÔMEGA´cm with a dielectric constant of 1.6 and deposition rate of 18 nm/min. ) With addition of the 20% carbon tetrafluorine to the plasma, we obtained a dielectric constant of 1.7, resistivity of 4.5 x 10¹³ ´ÔMEGA´cm and deposition rate of 25 nm/min. In the High Density Plasma Chemical Vapor Deposition we deposit films of hydrogenated amorphous carbon. In this system the high density plasmas were inductively coupled by a planar antenna. This antenna associated with a conductive cover confines the electrical field and promotes high density plasmas. This deposition system is efficient for 15 mTorr of pressure. At this pressure with 125 W of RF power, the deposition rate is 18 nm/min, in this condition the dielectric constant is 1.8, the resistivity is 4.8 x 10¹³ ´ÔMEGA´cm and the electrical breakdown is 6.8 MV/cm. These results confirm the possibility of use of the hydrogenated amorphous carbon films for dielectric isolation/insulation between metallic layers in microelectronic devices.