Caracterização de filmes finos obtidos por deposição de vapor químico assistido a plasma (PECVD) e deposição e implantação iônica por imersão em plasma (PIIID)

Abstract

Filmes finos de carbono amorfo hidrogenado contendo silício e dopados com flúor foram produzudos pelos métodos de Deposição de Vapor Químico Assistido e Plasma (PECVD) e Deposição e Implantação Iônica por Imersão em Plasma (PIIID). Para PECVD foi utilizada uma pressão total de gases/vapor de 100 mTorr e inicialmente, 100W de potência de excitação. A proporção dos gases foi estudada, mantendo a concentração do hexametildisiloxano (HMDSO) em 75% e variando a proporção do argônio (Ar) e do hexafluoreto de enxofre (SF6). As porcentagens de flúor utilizadas na alimentação do plasma variaram em 0,6,9 e 12,5%. Visando maior concentração atômica de flúor na estrutura dos filmes, determinou-se a proporção de gases/vapor mais apropriada (75% HMDSO, 19% Ar e 6% SF6), e posteriormente, foi realizado um novo estudo da potência de excitação. Variando a potência entre 40 e 70 W, 50 W foi considerada como sendo a melhor condição de excitação para a descarga luminosa, considerando os efeitos causados pela corrosão relacionada ao flúor e a incorporação do elemento. Um estudo sobre as mesmas proporções foi realizada pela técnica de PIIID, com uma pressão total de 50 mTorr, potência de 50 W e pulsos negativos com magnitude de 800 V. Para este método o filme produzido com 12,5% de SF6 foi escolhido como sendo a melhor opção, tendo em vista que apresentou a maior quantidade atômica de flúor em sua estrutura. Posteriormente, a intensidade dos pulsos aplicados foi variada entre 544 e 14801 V, onde verificou-se que o aumento da intensidade dos pulsos resulta na diminuição da incorporação de flúor

Hydrogenated amorphous carbon films containing silicon and doped with fluorine were produced by two methods: Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) and Deposition (PIIID). For PECVD a total pressure of 100 mTorr was used at a excitation power of 100 W. The gas/vapor proportion was studied, keeping 75% hexamethyldisiloxane and varying the argon (Ar) and sulfur hexafluoride (SF6) ratio. The following proportions of SF6) ratio. The following proportions of SF6 were examined: 0, 6, 9 and 12.5%. Aiming for the highest atomic concentration of fluorine in film structure the best condition (75% HMDSO, 19% Ar and 6% SF6) was determined and a new study of the influence of the radiofrequency power. Considering the corrosion effects gernerated by fluorine in the plasma, variation of the applied power between 40 and 70 W, allowed the selection of 50 W as the best conditions. A study employing the same proportior PIIID was performed using 50 mTorr of total pressure, an applied power of 50 W and a pulse bias of 800 V. Considering the results of the chemical characterizations, films were produced with 12.5% of SF6 in the plasma feed. Subsequently, bias voltage was varied between 544 and 1480 V, where it was observed that the increasing the pulse bias decreased the fluorine concentration in film structure