Investigação da interface entre filmes dielétricos crescidos termicamente e o carbeto de silício monocristalino com potencial uso em microeletrônica

Abstract

Na presente Dissertação, foram caracterizadas as estruturas dos filmes dielétricos (dióxido de silício) crescidos termicamente sobre carbeto de silício monocristalino (c-SiC) e as interfaces formadas. Através de análises por Espectroscopia de Fotoelétrons Induzidos por Raios X, foi verificada a presença de uma camada interfacial de oxicarbeto de silício, gerado durante a oxidação térmica do c-SiC. Com técnicas de análise com feixe de íons (Análise por Reação Nuclear e Espectroscopia de Retroespalhamento Rutherford em geometria canalizada) foi possível determinar a espessura do filme dielétrico formado através de ajustes das curvas obtidas. Os dados de espessura foram comparados aos obtidos por Microscopia Eletrônica de Transmissão, técnica que também permitiu identificar a interface irregular entre o filme dielétrico e o substrato monocristalino através de imagens de alta resolução. A Espectroscopia de Perda de Energia de Elétrons, auxiliada pela análise de Microscopia Eletrônica de Transmissão-Varredura, permitiu verificar a existência da camada interfacial de oxicarbeto de silício através de pequenas alterações nas curvas obtidas em aquisições em perfil entre o substrato e o filme dielétrico.

In this dissertation, structures of dielectric films (silicon dioxide) thermally grown on single crystal silicon carbide (c-SiC) and the interfaces formed were characterized. An interfacial layer of silicon oxycarbide generated during thermal oxidation of c-SiC was detected through X-ray Photoelectron Spectroscopy analysis. The thickness of the dielectric film formed was determined using ion beam techniques (Nuclear Reaction Analysis and Rutherford Backscattering Spectroscopy in channeling geometry), through adjustments of the obtained curves. The thicknesses data were compared to those obtained by Transmission Electron Microscopy, technique that also identified the irregular interface between the dielectric film and the crystal substrate by High-Resolution images. The Electron Energy Loss Spectroscopy and Scanning Transmission Electron Microscopy analysis allowed to verify the existence of interfacial layer of silicon oxycarbide through small changes in the curves obtained in profile between the substrate and the dielectric film.