Investigação das etapas iniciais do crescimento térmico de dióxido de silício sobre carbeto de silício

• Autor(a) principal: Dartora, Gustavo Henrique Stedile
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/147558
• topic: Oxidação térmica; Silício; Análise por reação nuclear

O presente trabalho tem como objetivo estudar as etapas iniciais da oxidação térmica seca do carbeto de silício (SiC). Para esse fim, amostras de SiC monocristalino do politipo 4H (4H-SiC), polidas em ambas faces C e Si, foram oxidadas em reator de atmosfera estática por diferentes durações, temperaturas e pressões de 18O2. A utilização de oxigênio enriquecido no isótopo 18 para realizar as oxidações permite utilizar técnicas de reação nuclear (NRA) para determinar a quantidade de átomos de 18O incorporados nos tratamentos térmicos. Os dados obtidos permitiram determinar a espessura do filme fino de dióxido de silício (SiO2) formado e a cinética da oxidação térmica seca do SiC. Além disso, foi verificado que a face C (0001) oxida cerca de 10 vezes mais rápido que a face Si (0001), e que a pressão influencia de modo a favorecer a oxidação da face (0001). As energias de ativação para os processos que ocorrem na interface durante as etapas iniciais da oxidação foram determinadas como sendo 1,4, 1,5 e 1,8 eV para as oxidações da face C feitas com pressões de 18O2 equivalentes a 100, 150 e 200 mbar, respectivamente. Tendo em mente o modelo “Emissão de Si e C”, proposto para descrever a cinética de oxidação do SiC, foi sugerido que os processos interfaciais de emissão de átomos de Si e C do substrato para região interfacial e também a reação de oxidação na interface contribuem para a etapa limitante do crescimento térmico de filmes óxidos com ~5 a ~25 nm de espessura.