Estudos de plasmas frios aplicados em processos de corrosão de material semicondutor usando simulação computacional e métodos experimentais

• Processo: 16/01576-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física dos Fluídos, Física de Plasmas e Descargas Elétricas
• Pesquisador responsável: Rodrigo Savio Pessoa
• Beneficiário: Bianca Veneziani Dias Fortino
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento (IP&D). Universidade do Vale do Paraíba (UNIVAP). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/50773-0 - Núcleo de excelência em física e aplicações de plasmas, AP.TEM
• Assunto(s): Indústria eletrônica Desenvolvimento de tecnologia Semicondutores Corrosão Carbeto de silício Plasma frio Estabilidade térmica Simulação por computador Espectroscopia óptica Modelo experimental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Carbeto de silício | espectroscopia óptica de emissão | modelagem do plasma | plasma frio | Reactive ion etching | sonda eletrostática de Langmuir | Diagnóstico e modelagem de plasmas frios

Resumo

Nos últimos anos, um dos principais desafios da indústria eletrônica é desenvolver técnicas de processamento para viabilizar a fabricação de dispositivos microeletrônicos e MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) em materiais semicondutores, com estabilidade térmica e química, para substituir os dispositivos de silício (Si) em ambientes agressivos, como altas temperaturas e radiação intensa, visando atender a demanda dos setores aeronáutico e aeroespacial. Entre esses materiais semicondutores destacam-se: o carbeto de silício (SiC), o DLC (Diamond like Carbon) e o óxido de titânio (TiO2). As etapas de desenvolvimento desses dispositivos são basicamente um conjunto de processos litográficos seguidos por corrosões e metalizações. A principal dificuldade para utilizar SiC, DLC ou TiO2 como material base para fabricação de dispositivos, é a inércia química desses materiais. Isto significa que é difícil obter nesses materiais, por processos de corrosão por plasma ou úmida (utilizando soluções químicas), as estruturas que constituem os dispositivos. Neste contexto, muitas pesquisas acadêmicas e industriais estão sendo direcionadas para o desenvolvimento de tecnologias que possibilitem a otimização do processo de corrosão desses materiais para fabricação de dispositivos tão pequenos quantos os de Si e com desempenho satisfatório em ambientes agressivos. Entre estas tecnologias, as técnicas de RIE (reactive ion etching) e ICP (inductively coupled plasma) têm se mostrado as mais promissoras para corrosão desses materiais. Neste trabalho pretende-se desenvolver estudos experimentais e de modelagem dos plasmas gerados num reator tipo RIE com o objetivo de aperfeiçoar o emprego deste para corrosão do material SiC. As técnicas de diagnóstico experimental a serem utilizadas são: sonda de Langmuir e espectroscopia óptica de emissão. A modelagem do plasma será realizada em 0 e/ou 2 dimensões utilizando a Teoria de Fluidos. A ideia é, com o uso conjunto de estas técnicas, investigar a física e química dos plasmas gerados de modo a se prever as condições favoráveis para realização da corrosão anisotrópica do material.