Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química Ensino Médio, 1ª Série Ligação iônica.
Jumir Vieira de Carvalho Júnior Orientador: Cristiano Krug Laboratório de Superfícies e...
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Jumir Vieira de Carvalho JúniorOrientador: Cristiano Krug
Laboratório de Superfícies e Interfaces Sólidas (LASIS)Laboratório de Implantação Iônica
VII Mostra PG – 07/08/2008
30 nm: ~ 1/10.000 do diâmetro de um fio de cabelo
Circuito Integrado(IC)
Fabricação em larga escala DispositivoMOSFET
30 cm 107 mm2
Intel 4004 (1971)108 KHz2300 TransistoresTecnologia:10um
Pentium 42 GHz>40,000,000 TransistoresTecnologia: 180nm
Lei de Moore (1965)
Lei de Moore (1965)
Ge?
Por que germânio como substituto ao silício?
Maior mobilidade dos portadores de carga quando comparado ao Si;
Compatível com o uso de materiais de alta constante dielétrica (high-k);
Adaptável ao processo CMOS do Si quando respeitadas as características físicas do Ge;
A combinação de dispositivos de Ge e GaAs é uma sugestão para aumentar o desempenho da tecnologia CMOS.
Avaliar diferentes processos de limpeza química de um substrato de germânio visando aplicação em nanoeletrônica;
Investigar os mecanismos de incorporação de oxigênio no substrato submetido a trata-mento térmico;
Obter um filme fino dielétrico de óxido de germânio que passive a superfície do subs-trato.
As amostras foram submetidas a diferentes processos de limpeza química submergindo-as em:
ácido fluorídrico (HF 40% e 10%); ácido bromídrico (HBr 48% ); água deionizada (DIW); peróxido de hidrogênio (H2O2),
em diferentes proporções.
Ao retirar as mesmas, secamos com um jato de nitrogênio.
Imediatamente após o processo de limpeza, as amos-tras foram caracterizadas através da Espectroscopia de Fotoelétrons (XPS).
1216 1218 1220 12220.0
0.5
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1.5
2.0
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(u.a
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Energia de ligação (eV)
Ge da caixa HF concentrado HBr concentrado HF 10%
Ge-O
Ge-Ge
HBr 48% e HF 40% mos-traram-se mais eficazes para remover o óxido nativo;
Água deionizada remove parcialmente o óxido nativo (GeO2) porém não remove sub-óxidos (GeOx).
Áre
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o G
e-O
As amostras foram oxidadas em um forno estático 100 mbar de O2 enriquecido no isótopo 18O por 30 a 150 min entre 400 e 550ºC.
As amostras foram analisadas pelas seguintes técnicas:
Espectrometria de retroespalhamento Rutherford canalizado (c-RBS);
Reação nuclear 18O(p,α)15N no modo não-ressonante (NRA);
Microscopia de força atômica (AFM).
600 800
0
2
4
6
Con
tage
ns (
u.a.
)
Energia (keV)
500ºC, 90 min ge6 500ºC, 150 min ge5
18O16O
A limpeza HF 40% mostrou-se a mais eficaz para remover o óxido nativo do substrato;
Há evidências que o óxido sublime para temperaturas acima de 500ºC a 100mbar;
O processo de oxidação testado mostrou-se inadequado para fabricação de dispositivos MOSFET;
Oxi-nitretação da superfície do germânio;
Deposição de materiais de alta constante dielétrica (high-k) sobre germânio;
Fabricação de capacitores MOS para posterior caracterização elétrica.