Monografia realizada para obtenção do Título de Tecnólogo em Materiais, Processos e Componentes Eletrônicos pela Faculdade de Tecnologia de São

Transcrição

1 CONTRIBUIÇÃO PARA O ESTUDO DAS PROPRIEDADES DE FILMES DE SILÍCIO POLICRISTALINO OBTIDOS POR LPCVD E DOPADOS POR DIFUSÃO DE P E DE B Monografia realizada para obtenção do Título de Tecnólogo em Materiais, Processos e Componentes Eletrônicos pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo. São Paulo

2 CONTRIBUIÇÃO PARA O ESTUDO DAS PROPRIEDADES DE FILMES DE SILÍCIO POLICRISTALINO OBTIDOS POR LPCVD E DOPADOS POR DIFUSÃO DE P E DE B Monografia realizada para obtenção do Título de Tecnólogo em Materiais, Processos e Componentes Eletrônicos pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo. Área de Concentração: Microeletrônica Orientador: Dr. Carlos Eduardo Viana São Paulo

3 Agradecimentos Em primeiro lugar agradeço a Deus a aos meus antepassados. Ao meu orientador Carlos Eduardo Viana, pela ajuda e empenho prestados para o desenvolvimento e a realização deste trabalho. Ao professor Luís da Silva Zambom, pelo auxílio e boas indicações durante o período de aulas, e também nas difusões, deposições e corrosões nas lâminas. Ao professor José Alexandre Diniz e a Mara Adriana Canesqui pelo agendamento e o suporte na utilização dos equipamentos da sala limpa do CCS/UNICAMP. Ao Henrique Estanislau Maldonado Peres do LME/PSI/EPUSP pelo auxílio nas medidas de resistência de espraiamento. Professor Victor Sonnenberg, pela ajuda na programação e dicas no uso dos equipamentos de caracterização elétrica. A toda a equipe do Laboratório de Sistemas Integráveis da USP, pelo suporte técnico e equipamentos. Ao Centro de Componentes Semicondutores CCS - da UNICAMP, pela colaboração na realização das etapas de fotolitografia. Aos professores do Curso de Materiais, Processos e Componentes Eletrônicos da FATEC-SP.

4 Sumário LISTA DE SÍMBOLOS E CONSTANTES LISTA DE SIGLAS ÍNDICE DE TABELAS ÍNDICE DE FIGURAS RESUMO 1 INTRODUÇÃO Objetivo 2 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Filmes finos CVD (Chemical Vapor Deposition) Sistemas de CVD Reatores de CVD de pressão atmosférica - APCVD Reatores de CVD de baixa pressão - LPCVD Reatores de CVD assistida por plasma - PECVD Reatores CVD com plasma remoto - RPECVD Deposição do Silício policristalino Difusão de dopantes - Lei de Fick 9 3 TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO Elipsometria Quatro Pontas (Resistência de folha) Resistência de Espraiamento Medidas de Corrente Elétrica versus Tensão 13 4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Resistência Nominal Impedâncias de Entrada e de Saída - Ponte Tensão de Offset em Função da Temperatura 19 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES Primeira Série de Amostras Dopagem com Boro Resistência de Espraiamento Curvas I-V Resistência nominal (longitudinal e transversal) Tensão de offset em função da temperatura Impedância de Entrada e de Saída da Ponte Resistividade 29

5 5.2 Segunda Série de Amostras Dopagem com Fósforo Resistência de Espraiamento Curvas I-V Resistência nominal (longitudinal e transversal) Tensão de offset em função da temperatura Impedância de entrada e saída da Ponte Resistividade 36 6 CONCLUSÃO 38 7 PERSPECTIVAS PARA FUTUROS TRABALHOS 39 ANEXO A - DESCRIÇÃO DAS MÁSCARAS FOTOLITOGRÁFICAS 40 Composição da Máscara 40 Região de Repetição 41 Células Elementares 41 ANEXO B - PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS PARA AS MEDIDAS DE RESISTÊNCIA DE ESPRAIAMENTO 44 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 45

6 Lista de Símbolos e Constantes a Área da ponta de prova do medidor de resistência de espraiamento A Área do resistor C Concentração do soluto D Espessura do material d Coeficiente de difusão E a Energia de ativação I Corrente elétrica J Taxa de transferência do soluto por unidade de área k Coeficiente de absorção K Constante de Boltzmann L Comprimento do resistor N Índice de refração R Resistência elétrica R o Constante da taxa de reação R sh Resistência de folha R sr Resistência de espraiamento R tx Taxa de reação S Espaçamento entre as pontas de prova do quatro pontas T Temperatura t Tempo de difusão V Tensão elétrica X Eixo das coordenadas em direção ao fluxo do soluto Z Impedância π L Componentes longitudinais do coeficiente da piezoresistência. π T Componentes transversais do coeficiente da piezoresistência ρ Resistividade σ L Componentes longitudinais apropriados do estresse σ T Componentes transversais apropriados do estresse

7 Lista de Siglas APCVD Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition BSOG Boron Spin on Glass CCS Centro de Componentes Semicondutor CP Modo de Controle de Potência Alinhadora CCS/UNICAMP CVD Chemical Vapor Deposition DI Deionizada ECR Electron Cyclotron Resonance EPUSP Escola Politécnica da Universidade de São Paulo FEM Método de Elemento Finito HMDS Hexamethyldisilazane IPA Isopropilic Alcohol I-V Corrente elétrica em função da tensão LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition LME Laboratório de Microeletrônica PSI/EPUSP LSI Laboratório de Sistema Integráveis PECVD Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition PSI Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos - um dos quatro departamentos da grande área elétrica da EPUSP PSOG Phosphorus Spin on Glass REPCVD Remote Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition SOG Spin on Glass SRP Spreading Resistance Probing VLSI Very Large Scale Integration RF Radio Freqüência RTP Rapid Thermal Process UV Ultra Violeta

8 Índice de Figuras Figura 1: Disposição de um resistor difundido; L que é o comprimento do resistor, σ T e σ L são componentes do estresse e J é a direção da corrente. 1 Figura 2: Taxa da reação em função da temperatura. 4 Figura 3: Tipos de reatores de CVD. 5 Figura 4: Reator APCVD horizontal (a), APCVD contínuo com injeção de gás (b), APCVD contínuo pleno (c). 5 Figura 5: Reatores LPCVD de paredes quentes (a) e paredes frias (b). 6 Figura 6: Reatores de PECVD de placas paralelas (a), de tubo horizontal (b), e para substrato único (c). 7 Figura 7: Reator ECR. 8 Figura 8: Taxa de deposição em função da temperatura para silana a 350 mtorr ( ) e a 120 mtorr( ). 9 Figura 9: Geometria empregada na medida de quatro pontas. 12 Figura 10: Perfil de spreading resistance para uma estrutura N-P-N. 13 Figura 11: Posicionamento das lâminas no porta amostras carregador - do forno de difusão de dopantes. 15 Figura 12: Apresentação das pontas de provas ilustrando as formas de medidas dos resistores: a) longitudinais e b) transversais. 18 Figura 13: Apresentação das pontas de provas ilustrando as formas de medidas das impedâncias: a) Z IN impedância de entrada e b) Z OUT impedância de saída. 18 Figura 14: Apresentação das pontas de provas ilustrando as formas de medidas das pontes de Wheatstone. 19 Figura 15: As etapas de processamento da lâmina: limpeza da lâmina (a), oxidação térmica (b), deposição de silício policristalino (c), dopagem e difusão de dopantes (d), corrosão do silício policristalino (e), deposição do alumínio (f) e corrosão do alumínio. 20 Figura 16: Gráfico da resistência de folha em função do tempo de difusão de boro nos filmes de silício policristalino. 21 Figura 17: Gráfico da resistência em função da profundidade da amostra dopada com boro. O detalhe da região do silício policristalino pode ser observado na Figura Figura 18: Detalhe da Figura 17: Gráfico da resistência em função da profundidade da amostra dopada com boro. 23 Figura 19: Gráfico da resistência longitudinal "L" e transversal "T" em função do comprimento de cada resistor, para a lâmina dopada com boro por: a) 15 min, b) 30 min, c) 45 min e d) 60 min. 24 Figura 20: Gráfico da tensão de offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 15 min da região Figura 21: Gráfico da tensão offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 30 min da região Figura 22: Gráfico da tensão offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 45 min da região Figura 23: Gráfico da tensão offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 60 min da região

9 Figura 24: Curva individual da variação de tensão de offset em função da temperatura, para a célula B3 60 min. 26 Figura 25: Gráficos da impedância de entrada (Z in ) e de saída (Z out ) em função do comprimento, dos resistores individuais de cada ponte da lâmina dopada com boro: a) 15 min R.02 M.570, b) 15 min R.2 M.410, c) 30 min R.1 M.570, d) 30 min R.1 M.410, e) 45 min R.15 M.570, f) 45 min R.15 M.410, g) 60 min R.14 M.570, h) 60 min R.14 M Figura 26: Curva da resistividade em função do tempo de difusão os resistores dopados com boro. 29 Figura 27: Gráfico da resistência de folha em função do tempo de difusão de fósforo nos filmes de silício policristalino. 30 Figura 28: Gráfico da densidade de dopantes em função da resistividade no silício monocristalino. 31 Figura 29: Gráfico da resistência em função da profundidade da amostra dopada com fósforo. O detalhe da região do silício policristalino pode ser observado na Figura Figura 30: Detalhe da Figura 29. Gráfico da resistência em função da profundidade da amostra dopada com fósforo - ampliada. 32 Figura 31: Gráfico da resistência longitudinal "L" e transversal "T" em função do comprimento de cada resistor, para a lâmina dopada com fósforo por: a) 15 min, b) 30 min e c) 60 min. 33 Figura 32: Gráfico da tensão de offset em função da temperatura, da lâmina dopada com fósforo por 15 min da região Figura 33: Gráfico da tensão de offset em função da temperatura, da lâmina dopada com fósforo por 30 min da região Figura 34: Gráfico da tensão de offset em função da temperatura, da lâmina dopada com fósforo por 60 min da região Figura 35: Curva individual da variação de tensão de offset em função da temperatura, para a célula F1 60 min. 35 Figura 36: Gráficos da impedância de entrada (Z in ) e de saída (Z out ) em função do comprimento, dos resistores individuais de cada ponte da lâmina dopada com fósforo: a) 15 min R.01 M.570, b) 15 min R.01 M.410, c) 30 min R.1 M.570, d) 30 min R.1 M.410, e) 60 min R.01 M.570, f) 60 min R.01 M Figura 37: Curva da resistividade em função do tempo de difusão os resistores dopados com fósforo. 37 Figura 38: disposição dos motivos em cada máscara fotolitográfica. 40 Figura 39: Região de repetição, composto por 28 células elementares distribuídas em 7 linhas e 4 colunas. 41 Figura 40: Células que se repetem por toda a região das máscaras: a) máscara 1, definição da geometria dos piezoresistores no filme de silício, b) máscara 2, definição dos contatos de alumínio. 43 Figura 41: Ponte de Wheatstone obtida da sobreposição da máscara 1 com a 2, onde se observa os contatos elétricos (quadrados) e os piezoresistores (retângulos). 43 Figura 42: a) amostra colada com parafina no bloco, b) bloco angular introduzido dentro do pistão antes de ser desbastado. 44 Figura 43: Bloco angular introduzido dentro do pistão após a amostra ser desbastada. 44

10 Índice de Tabelas Tabela 1: Parâmetros da etapa de oxidação térmica do silício. 14 Tabela 2: Parâmetros para a deposição de silício policristalino por LPCVD. 15 Tabela 3: Condições utilizadas para a aplicação dos dopantes líquidos (BSOG e PSOG). 15 Tabela 4: Parâmetros para a difusão de dopantes no forno convencional. 16 Tabela 5: Parâmetros utilizados para a etapa de fotolitografia. 16 Tabela 6: Parâmetros utilizados para a corrosão por plasma do silício policristalino. 16 Tabela 7: Parâmetros utilizados na etapa de corrosão por plasma do fotoresiste. 17 Tabela 8: Características dos dispositivos em cada célula. 42

11 Resumo Neste trabalho foi realizado o estudo da dopagem de filmes de silício policristalino obtidos por LPCVD. Inicialmente as lâminas de silício monocristalino com orientação cristalográfica <100>, diâmetro de 3" e resistividade entre 3 a 10 Ω.cm, quimicamente limpas foram oxidadas termicamente e posteriormente depositou-se o filme de silício policristalino (LPCVD a 630 C). Posteriormente, a dopagem da camada de silício policristalino foi realizada através de difusão de fósforo e de boro utilizando a fonte sólida do tipo SOG (BSOG e PSOG). A seguir, as amostras foram submetidas a uma etapa de litografia e corrosão por plasma para a definição de estruturas retangulares (resistores) e posteriormente uma camada de alumínio foi depositada para a definição de contatos e interconexões para os resistores em silício policristalino dopado. Finalmente, a camada de alumínio foi densificada. Foram realizadas amostras com diferentes concentrações de dopantes do tipo N e P nos filmes de silício policristalino. Para isso, um estudo da influência do tempo durante a etapa de difusão foi realizado. As técnicas de caracterização utilizadas foram: 4-pontas, o SRP e uma estação HP-4156 que permite que o substrato seja aquecido. Foram fabricados resistores e pontes de Wheatstone a partir de filmes de silício policristalino dopados com fósforo e também com boro. Não foi possível observar diferença significativa da influência da orientação cristalográfica do silício policristalino nas medidas elétricas realizadas, as amostras com silício policristalino dopado com boro, apresentaram menor variação nas curvas de tensão de offset em função da temperatura em relação ao dopado com fósforo. As estruturas analisadas eletricamente possuem características promissoras para serem utilizadas em sensores de pressão piezoresistivos por apresentarem baixa variação da tensão de offset em função da temperatura.

12 1 Introdução O estresse e a tensão têm sido medidos por muito tempo com a ajuda dos medidores de tensões metálicas. Lord Kelvin descobriu o efeito físico subjacente em O estresse muda a geometria de um condutor, e conseqüentemente, sua resistência. Em 1954, C. S. Smith do Laboratório Bell, mediu a mudança da resistividade no silício e no germânio e encontrou um efeito piezoresistivo muito grande que não poderia ser explicado por mudanças geométricas. Isto inspirou muitos cientistas a verificar se este efeito grande poderia ser posto no uso em sensores mecânicos [1,2,3]. O principal princípio de operação de um dispositivo piezoresistivo está baseado no efeito da piezoresistência. Esse efeito é a mudança da resistência elétrica de um resistor quando submetido a um estresse externo. Um resistor difundido R com a disposição mostrada na Figura 1 é examinado. Os componentes longitudinais e transversais do estresse operam sobre o piezoresistor. A mudança relativa na resistividade devido a um estresse é dada pela Equação I: Equação I ρ ρ = π L σ L + π T σ T onde π L e π T são as componentes longitudinais e transversais do coeficiente da piezoresistência, e σ L e σ T são componentes apropriados do estresse. Valores de π L, π T, σ L e σ T são necessários para modelar um piezoresistor. Para encontrar os componentes do estresse, o método de elementos-finitos (FEM) é necessário. Os coeficientes π L e π T são dependentes de um tipo de condutividade, orientação cristalográfica e concentração de dopantes do semicondutor. Daqui, devem ser extraídos os parâmetros reais para a tecnologia de sensores [1,4]. Figura 1: Disposição de um resistor difundido; L que é o comprimento do resistor, σ T e σ L são componentes do estresse e J é a direção da corrente. Neste trabalho foi realizado o estudo da difusão de boro e de fósforo em filmes de silício policristalino, com diferentes tempos de difusão. Foi realizado todo o processamento da lâmina de silício até a obtenção dos dispositivos. As amostras foram caracterizadas através das técnicas de elipsometria, quatro pontas, resistência de espraiamento e a curva I-V, para verificar se esses dispositivos são 1

13 adequados para a construção de sensores de pressão. 1.1 Objetivo O principal objetivo principal deste trabalho é o estudo das características de resistores de filme de silício policristalino depositado por LPCVD. Para a realização deste trabalho, os objetivos secundários são: Revisão bibliográfica; Estabelecimento das etapas do processo de fabricação dos dispositivos; Obtenção dos parâmetros do processo de difusão de dopantes: fósforo e boro; Estudo das técnicas de caracterização: 4-pontas, SRP e medidas elétricas; Obtenção das estruturas, a serem analisadas, através das etapas do processo de fabricação de microeletrônica; Caracterização das amostras por: 4-pontas e SRP; Caracterização elétrica dos dispositivos a temperatura ambiente e para temperaturas superiores (30 a 190 C). 2

14 2 Revisão Bibliográfica 2.1 Filmes finos Filmes finos desempenham uma função essencial nos dispositivos e circuitos integrados. São utilizados nas conexões das regiões ativas de um dispositivo, na comunicação entre dispositivos, no acesso externo aos circuitos, para isolar camadas condutoras, como elementos estruturais dos dispositivos, para proteger as superfícies do ambiente externo, como fonte de dopante e como barreira para a dopagem. Os filmes finos podem ser condutores, semicondutores ou isolantes, normalmente crescidos termicamente ou depositados a partir da fase vapor [5]. Para a construção de circuitos VLSI, os filmes finos utilizados devem apresentar características rigorosamente controladas. A espessura, a estrutura atômica e a composição química devem ser uniformes, com baixa densidade de defeitos e baixa contaminação por partículas, e também os filmes devem ter boa aderência, baixa tensão e prover uma boa cobertura de degrau. As características dos materiais na forma maciça diferem substancialmente das características na forma de filme por causa da influência da superfície. Outro fator importante sobre os filmes é que as características dos filmes dependem muito dos processos de deposição. Os 3 principais processos de formação dos filmes são; Deposição química a partir da fase vapor (CVD). Deposição física a partir da fase vapor (sputtering ou evaporação). Deposição a partir de líquidos. A seguir o processo de CVD será descrito detalhadamente CVD (Chemical Vapor Deposition) O processo de Deposição Química a Vapor (CVD) pode ser definido como sendo a formação de um filme fino sólido, não volátil, sobre um substrato através da reação química dos gases reagentes na fase vapor, na qual estão contidos os elementos que constituirão o filme a ser depositado. O processo CVD pode ser explicado resumidamente pela seguinte seqüência de passos: a) Uma composição de gases reagentes e gases diluentes inertes são introduzidos na câmara de reação; b) A composição gasosa move-se para o substrato e ocorre a adsorção dos reagentes sobre o substrato; c) Ocorre então, a reação química de formação do filme; d) Os subprodutos da reação são dessorvidos e removidos da câmara de reação. 3

15 Para estas reações ocorrerem é necessário uma fonte de energia que pode ser térmica, fótons ou elétrons, sendo a fonte de energia térmica a mais utilizada. As reações químicas de gases reagentes que levam à formação de material sólido, na realidade podem não ocorrer somente sobre a superfície da lâmina, (reações homogêneas), mas também na fase gasosa (reações homogêneas) [6]. A reação na superfície aquecida pode ser modelada pela seguinte expressão: Equação II: Equação II R = R0 Ea exp KT onde R é a taxa da reação, R 0 é uma constante, E a é a energia de ativação em ev, k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura em Kelvin. Segundo a Equação-II, a taxa de reação superficial aumenta com a temperatura. No entanto a velocidade da reação só pode aumentar se o suprimento de gases for suficiente. Se a situação for tal que taxa é tão alta que consome todos os gases que chegam, ela não pode crescer mais. Neste caso diz-se que a deposição está sendo limitada por transporte de massa. Se a temperatura for reduzida pode ocorrer o inverso. A taxa de reação pode ser tão baixa que os gases não são totalmente consumidos. Neste caso diz-se que a deposição está sendo limitada pela taxa de reação. Na Figura 2 representa-se o comportamento da taxa de reação com a temperatura para um determinado afluxo de gases. Em um processo limitado por transporte de massa o controle de temperatura do substrato torna-se importante. Por outro lado, num processo limitado por taxa de reação o controle da concentração dos reagentes em toda a superfície do substrato torna-se um fator importante. Figura 2: Taxa da reação em função da temperatura [6] Sistemas de CVD Os métodos de CVD podem ser classificados como é mostrados na figura 2. Os 4

16 métodos são divididos pela faixa de operação da pressão na câmara de reações, pelo uso ou não de plasma e pelo tipo de reator. Figura 3: Tipos de reatores de CVD [7] Reatores de CVD de pressão atmosférica - APCVD Este sistema consiste em operar em pressão atmosférica o que permite simplicidade na construção dos reatores, e uma alta taxa de deposição. Porém este processo é susceptível a reações na fase gasosa, e seus filmes apresentam pobre cobertura de degrau. Na Figura 4 mostra-se o esquema de três sistemas APCVD. Figura 4: Reator APCVD horizontal (a), APCVD contínuo com injeção de gás (b), APCVD contínuo pleno (c) [8]. O primeiro (Figura 4a), consiste de um tubo de quartzo horizontal com um suporte de amostras também horizontal. Os reagentes são insuflados por uma das extremidades do tubo e os produtos da reação são retirados do sistema pela outra extremidade. O aquecimento é feito por resistências elétricas. O sistema pode ser utilizado na deposição de silício policristalino e SiO 2. No entanto os filmes produzidos apresentam uniformidade ruim e contaminação por partículas. 5

17 Os dois outros tipos (Figura 4b e c) são reatores de processamento contínuo. A região de deposição é isolada por uma cortina de fluxo de gases inertes. Produz filmes uniformes e de baixa contaminação. Devido ao alto rendimento de produção é bastante utilizado na deposição de SiO 2 em baixa temperatura Reatores de CVD de baixa pressão - LPCVD Este sistema consiste em operar em baixas pressões da ordem de 0,25 a 2,0 Torr, o que permite a obtenção de filmes com boa cobertura de degrau, boa uniformidade e pouca contaminação por partículas [9], comparando com a técnica de APCVD. As desvantagens desse processo é a alta temperatura de processo (550~600 C) e a baixa taxa de deposição (10~50 nm/min). O regime limitante de deposição é predominantemente a taxa de reação. A Figura 5 mostra dois tipos de reatores LPCVD: horizontal de paredes quentes (Figura 5a), no qual se pode processar ate 200 por fornada, e vertical de paredes frias (Figura 5b). Figura 5: Reatores LPCVD de paredes quentes (a) e paredes frias (b) [6] Reatores de CVD assistida por plasma - PECVD O sistema de PECVD consiste em reatores Este sistema consiste em um campo elétrico de RF que induz uma descarga luminescente para transferir energia aos gases reagentes. No plasma ocorre a dissociação, a ionização e a excitação dos gases reagentes. As vantagens dessa técnica é a baixa temperatura de processo, o que nos permite a deposição de filmes como o SiO 2 e Si 3 N 4 sobre metais de baixo ponto de fusão e também a boa adesão e cobertura de degraus. Porém os filme obtidos por PECVD, geralmente não são estequiométricos e geram subprodutos tais como o hidrogênio, o oxigênio e o nitrogênio, que podem se incorporar ao filme. Esses contamintantes em excesso provoca fissuras no filme e podem 6

18 eventualmente soltá-los, em ciclos térmicos posteriores. Na Figura 6 estão desenhados os 3 principais tipos de reatores de PECVD: de placas paralelas (Figura 6a), de tubo horizontal (Figura 6b) e para substrato único (Figura 6c). As freqüências de RF utilizadas variam de 450 khz a 13.5 MHz e as pressões de 0.1 a 5 Torr. Figura 6: Reatores de PECVD de placas paralelas (a), de tubo horizontal (b), e para substrato único (c) [6] Reatores CVD com plasma remoto - RPECVD Uma variante dos reatores PECVD são os reatores de plasma remoto [10], onde o plasma é gerado num compartimento separado da câmara de deposição, e a espécies excitadas são transferidas pela ação da bomba de vácuo para a câmara de processo. Este sistema depositam filmes com qualidade superiores em relação aos filmes depositados por PECVD, uma vez que a radiação do plasma não esta diretamente em contato com a lâmina, a qual o filme será depositado. E como desvantagens temos a baixa taxa de deposição e a dificuldade de se obter filmes com boa uniformidade. 7

19 Figura 7: Reator ECR [5] Deposição do Silício policristalino Filmes de Silício policristalino são formados de pequenos grãos monocristalinos com cerca de 100 nm dispostos aleatoriamente. A interface entre os grãos, formada por átomos com ligações insaturadas, com alta concentração de defeitos, é denominada contorno de grão. A tensão intrínseca dos filmes finos de silício policristalino é de compressão (de 1 a 5 dynas/cm 2 em filmes de 200 a 500 nm, com dopagem de até átomos/cm 3 e temperaturas de tratamento térmico de 250 a 1100 C) [11]. A resistividade elétrica depende do tamanho de grão e da dopagem e normalmente varia entre de 10 a 30 Ω.cm. Geralmente utiliza-se a técnica LPCVD para a realização da deposição de filmes de silício policristalinos, devido a uniformidade e pureza do filme obtido, e a economia do processo. O processo é realizado pela decomposição térmica em temperaturas que variam de 560 a 650 C. A seqüência das reações é: SiH 4 + sítio na superfície SiH 4 adsorvido SiH 4 adsorvido SiH 2 adsorvido + H 2 (gás) SiH 2 adsorvido Si (sólido) + H 2 (gás) A reação geral é dada por: SiH 4 (vapor) Si (sólido) + 2H 2 (gás) 8

20 Na Figura 8 mostra-se a taxa de deposição de silício policristalino em função da temperatura para duas pressões de silana. Figura 8: Taxa de deposição em função da temperatura para silana a 350 mtorr ( ) e a 120 mtorr( ) [12]. 2.2 Difusão de dopantes - Lei de Fick Em 1855, Fick publicou sua teoria da difusão [13]. Ele baseou sua teoria fazendo uma analogia entre transferência de matérias em solução e transferência de calor por condução. Fick assumiu que um liquido diluído ou uma solução gasosa, e a ausência de conversão, a transferência do fluxo do soluto atômico por unidade de área em uma dimensão pode ser descrito pela Equação III: Equação III ( ) C x,t J = D x onde J é a taxa de transferência do soluto por unidade de área ou o fluxo de difusão, C é a concentração do soluto ( qual é assumido ser em função de x ou t somente), x é o eixo das coordenadas em direção ao fluxo do soluto, t é o tempo de difusão e D é a difusividade ( algumas vezes chamados de coeficiente de difusão ou de constante de difusão). A Equação III indica que a taxa local de transferência (taxa de difusão local) do soluto por unidade de área é proporcional ao gradiente de concentração do soluto, e define a constante de proporcionalidade como a difusividade do soluto. O sinal negativo do lado direito da Equação III indica que o fluxo da matéria a direção da diminuição da concentração do soluto ( o gradiente é negativo). A Equação III é chamada de Primeira Lei de Fick da difusão. Desde a lei da conservação da matéria, a mudança da concentração do soluto com tempo deve ser a mesma que a diminuição local do fluxo da difusão, na ausência de 9

21 uma fonte ou de um dissipador, isto é : Equação IV ( ) J( x,t) C x,t t Substituindo a Equação III na Equação IV, surge a segunda lei de Fick da difusão em uma dimensão : = x Equação V ( ) J C( x,t) C x,t t = D x x Quando a concentração do soluto é baixa, a difusividade em uma temperatura dada pode ser considerada como uma constante, e a Equação V torna-se: Equação VI 2 ( ) C( x,t) C x,t t A Equação VI é freqüentemente referenciada como a segunda lei de difusão de Fick. Na Equação VI, D é dado pela unidade de cm 2 /s e C(x,t) é átomos/ cm 3. Algumas vezes é também expresso em µm 2 /h. = D x 2 10

22 3 Técnicas de Caracterização Neste item serão apresentadas as técnicas utilizadas para a caracterização das amostras processadas [14]. 3.1 Elipsometria A elipsometria é um método que consiste em avaliar as mudanças no estado de polarização de feixes colimados de luz monocromática causadas pela reflexão em uma superfície. É um método óptico não destrutivo que permite medir: O índice de refração (n) e o coeficiente de absorção (k) de um substrato; A espessura (d) e o índice de refração (n) de filmes finos transparentes sobre um substrato absorvente, cujos valores de n e k sejam conhecidos. A mudança no estado de polarização dos feixes de luz incidente e refletido pelo material é determinada por dois parâmetros de polarização: D e y. Onde: 0 < D <90 e 0 < y < 360 [15]. 3.2 Quatro Pontas (Resistência de folha) A técnica de caracterização Quatro pontas consiste em 4 eletrodos dispostos linearmente, onde 2 eletrodos injeta corrente e é medida a tensão através dos eletrodos restantes. É um método não destrutivo e de simples utilização. A posição das pontas geralmente utilizada na medida de quatro pontas é mostrada na Figura 9, onde os dois eletrodos externos injetam corrente e os dois eletrodos internos medem a queda de tensão, porém qualquer outra configuração pode ser usada. No caso em que se tem as pontas com espaçamentos variados sobre uma superfície semi-infinita prova se que a resistividade é dada por: Equação VII ρ = 1 S + 1 2π 1 ( V ) 1 ( S + S ) ( S + ) 1 S S3 onde s1, s2 e s3 são os espaçamentos entre as pontas e V e I são a tensão medida e a corrente injetada, respectivamente. I 11

23 Figura 9: Geometria empregada na medida de quatro pontas [16]. Para o caso em que as pontas estão igualmente espaçadas (s = s1 = s2 = s3) a equação da resistividade reduz-se a: Equação VIII 3.3 Resistência de Espraiamento V ρ = 2πS I A técnica de caracterização de medição da resistência de espraiamento consiste em medir a resistência (Rsr) do contato pontual com a superfície da amostra (contato ôhmico) utilizando dois eletrodos. Uma corrente conhecida é aplicada entre os eletrodos e a diferença de potencial é medida. Com a equação da primeira lei de Ohm calcula-se o Rsr. A equação é apresentada da Equação IX: Equação IX R Sr = V I A resistividade ρ é correlacionada na expressão Equação X: Equação X ρ = 2R sr. a onde a é um valor empírico associado ao raio de contato elétrico efetivo, mas não é diretamente o raio da ponta do eletrodo. O valor de a é determinado medindo Rsr previamente num material de resistividade conhecida, cuja orientação cristalina e preparação da superfície devem ser idênticas ás da amostra desconhecida, usando o método das quatros pontas. A principal utilização do método SRP é a determinação do perfil de dopagem de difusão. A técnica possibilita a determinação do perfil desde a superfície do material até a profundidade desejada, permitindo obter o perfil de dopagem de um circuito integrado de multicamada. 12

24 Figura 10: Perfil de spreading resistance para uma estrutura N-P-N [17]. O princípio do método é mecânico. A medida varia com a pressão aplicada pelos eletrodos na superfície da amostra a ser medida. Se o contato é um hemisfério de raio r perfeitamente encaixado com o sólido a ser medido, a resistência de contato Rsr será dada por: Equação XI R sr = ρ 2πr Para o caso da superfície de uma material semicondutor o esperado é que haja planicidade, logo haverá contato somente entre a ponta do eletrodo e a superfície do material e a resistência de contato Rsr fica descrita pela equação: Equação XII R sr = ρ 2a 3.4 Medidas de Corrente Elétrica versus Tensão O conceito básico da técnica da curva I-V é a primeira lei de Ohm. Equação XIII R = V I 13

25 4 Procedimentos Experimentais Neste trabalho foram utilizadas lâminas de silício com orientação cristalográfica <100> com dopagem do tipo-p, 75 mm de diâmetro e resistividade entre 1 e 10 Ω.cm. As lâminas de silício foram submetidas a uma etapa de limpeza química padrão RCA e Piranha. O procedimento desta limpeza compreende na realização das seguintes etapas: Enxágüe em água deionizada (DI) corrente por 5 min; Imersão em solução aquecida de 4 H 2 SO H 2 O 2 a 115 C por 10 min; Enxágüe em água DI corrente por 5 min; Imersão em solução de 20 H 2 O + 1 HF a temperatura ambiente, durante 15 s. ou até que a lâmina saia da solução completamente seca; Enxágüe em água DI corrente por 5 min; Imersão em solução aquecida de 5 H 2 O + 1 H 2 O NH 4 OH a 80 C por 15 min; Enxágüe em água DI corrente por 5 min; Imersão em solução aquecida de 4 H 2 O + 1 H 2 O HCl a 80 C por 15 min; Enxágüe em água DI corrente por 5 min; Imersão em solução de 20 H 2 O + 1 HF a temperatura ambiente ou até que a lâmina saia da solução completamente seca. Posteriormente, as lâminas de silício foram submetidas a etapa de oxidação térmica. Para a realização desta etapa utilizou-se os parâmetros apresentados na Tabela 1 no forno modelo MINI BRUTE 80 da Thermco. Tabela 1: Parâmetros da etapa de oxidação térmica do silício. Gás Fluxo Pressão Temperatura Tempo O 2 2 l/min Atmosférica 1150 C 4 h Antes de se retirar as amostras do forno, uma densificação em ambiente neutro (N 2 ) durante 30 min foi realizada. A espessura pretendida é de aproximadamente 600 nm. A seguir, foi realizada a etapa de deposição do filme de silício policristalino (não intencionalmente dopado "intrínseco") através da técnica LPCVD. Para esta etapa utilizou-se os parâmetros apresentados na Tabela 2. A espessura pretendida é de aproximadamente 200 nm. 14

26 Tabela 2: Parâmetros para a deposição de silício policristalino por LPCVD. Fluxo de SiH 4 49,5 sccm Fluxo de N sccm Temperatura 630 C Pressão 600 mtorr Taxa de deposição 3,33 nm/min Após a etapa de deposição dos filmes de silício policristalino foi realizada a aplicação de dopante líquido sobre as amostras (BSOG * e PSOG ). O dopante líquido foi aplicado de modo a cobrir completamente a superfície da lâmina. Foi utilizado um spinner modelo PRS 14E da Em Hart Dynapert, de acordo com os parâmetros apresentados na Tabela 3. Tabela 3: Condições utilizadas para a aplicação dos dopantes líquidos (BSOG e PSOG). Limpeza em IPA à 3000 rpm Dopante a 3000 rpm Tempo de cura a 200 C A rotação em rpm é igual a N x 1000, onde N é o diâmetro em polegada da lâmina. 20 s 20 s 10 min A cura do dopante foi realizada posicionando as lâminas sobre uma placa quente modelo ETS-D4 FUZZY da Ika Labor Technik. Após a aplicação do dopante, as amostras foram inseridas no forno para a difusão (forno convencional MINI BRUTE 80 da Thermco). As amostras foram colocadas no carregador, conforme apresentado na Figura 11. A disposição das amostras e a presença dos anteparos é fundamental para se garantir a uniformidade da dopagem na amostra bem como a reprodutibilidade do processo. Figura 11: Posicionamento das lâminas no porta amostras carregador - do forno de difusão de dopantes. * BSOG Boron Spin on Glass. PSOG Phosphorous Spin on Glass. 15

27 Os processos de difusão de dopantes foram realizados com o forno pré-aquecido a temperatura de 1000ºC, de acordo com os parâmetros apresentados na Tabela 4. Tabela 4: Parâmetros para a difusão de dopantes no forno convencional. Fluxo de O 2 0,2 l/min Fluxo de N 2 1,5 l/min Temperatura 1000 C Tempo de espera na entrada do forno 5 min Tempo para introdução das amostras 5 min Tempo dentro do forno 15, 30, 45 e 60 min Tempo para retirada das amostras 5 min Após a etapa de dopagem das amostras, removeu-se a camada superficial de dopante restante na superfície das amostras, com uma solução de 90% de H 2 O e 10% de HF. O mesmo procedimento foi utilizado tanto para o dopante boro quanto para o fósforo. Posteriormente, as amostras foram submetidas a etapa de litografia, os parâmetros utilizados são apresentados na Tabela 5. A fotoalinhadora utilizada para a realização deste trabalho foi o modelo MJB3 do fabricante Karl Suss. Estas etapas foram realizadas no Centro de Componentes Semicondutores CCS - na UNICAMP. Tabela 5: Parâmetros utilizados para a etapa de fotolitografia. Limpeza em IPA a 3500 rpm Promotor de aderência (HMDS) a 3500 rpm Fotoresiste a 3500 rpm Tempo da pré-cura a 105 C placa quente Tempo de exposição em U. V. Potência modo CP Tempo de revelação MIF 312 (diluído em 50% de água DI) Cura final à 130 C placa quente 20 s não utilizado 20 s 90 s 20 s 190 W 20 s 5 min As máscaras com os motivos (padrões) utilizados na realização dos dispositivos caracterizados neste trabalho encontram resumidamente descritas em anexo ("Anexo A - Descrição das Máscaras Fotolitográficas"). Na etapa de corrosão do silício policristalino foi utilizado um reator de corrosão por plasma, não comercial, construído no LSI/PSI/EPUSP. Os parâmetros utilizados nesta etapa estão apresentados na Tabela 6. Tabela 6: Parâmetros utilizados para a corrosão por plasma do silício policristalino. Gás Fluxo Pressão Potência Tempo SF 6 25 sccm 100 mtorr 50 W 26 s Sem que a amostra seja retirada do reator, foi realizado um plasma de oxigênio 16

28 para a remoção do fotoresiste. Os parâmetros utilizados nesta etapa estão apresentados na Tabela 7. Tabela 7: Parâmetros utilizados na etapa de corrosão por plasma do fotoresiste. Gás Fluxo Pressão Potência Tempo O 2 50 sccm 100 mtorr 100 W 5 min A etapa seguinte foi a remoção do óxido nativo e eventuais sobras de fotoresiste na superfície do silício policristalino. Para esta etapa, as amostras foram submetidas a uma solução de 100:HF +1:H 2 O até que a superfície do silício policristalino apresentasse hidrofobia. A seguir, a deposição da camada de alumínio foi realizada em uma evaporadora AUTO 306 da Edwards sob uma pressão de 5 x 10-6 Torr com filetes de alumínio ultrapuro (massa Al = 0,19 g) suspensos em um filamento de tungstênio. A espessura dos filmes de alumínio foi medida pelo perfilômetro (modelo DEKTAK 3030 da Veeco Instruments Inc.) e resultou em 300 ± 10 nm. A etapa de corrosão do alumínio foi realizada utilizando uma solução de 350 H 3 PO H 2 O + 15 HNO 3, a 40ºC. O fotoresiste foi removido inserindo as amostras durante 10 min em acetona fervente e posteriormente em álcool isopropílico fervente. A etapa de sinterização dos filmes de alumínio foi realizada em uma mufla adaptada com um tubo de quartzo para alojar as amostras, durante 30 min a 430ºC em ambiente de 10%H %N 2. A resistência de folha dos filmes de silício policristalino foram medidas através de um sistema de quatro pontas modelo FPP 5000 da marca Veeco Instruments Inc. Foram realizadas medidas de resistência em profundidade em um equipamento SSM 130 "SPREADING RESISTANCE PROBE". O procedimento para a preparação das amostras e a realização das medidas encontram-se descritos no: "Anexo A - Descrição das Máscaras Fotolitográficas". Todavia, para a preparação das amostras utilizou-se o bloco angular de 17, para desbaste da amostra em pasta de diamante com grãos de diâmetro médio de 0,25µm. Para as medidas utilizou-se um passo de 2,5 µm e 211 pontos. As medidas foram realizadas 25µm antes do início do desbaste (para medir a resistência do silício policristalino na superfície) até que se alcançasse o substrato. A caracterização elétrica dos dispositivos fabricados foi realizada através de uma estação HP 4156, equipada com um sistema automático para manipulação das pontas de prova e sistema de vídeo. O procedimento experimental adotado para a realização das medidas elétricas está apresentado nos próximos itens. 17

29 4.1 Resistência Nominal Para as medidas de resistência foi aplicada uma varredura de tensão de 0 a 2,5 V com passo de 0,1V entre os terminais dos resistores discretos de posições horizontal (resistores longitudinais) e vertical (resistores transversais), que podem ser encontrados nas células das linhas C e E (vide "Anexo A - Descrição das Máscaras Fotolitográficas"). Os resistores medidos possuem dimensões variando seu comprimento efetivo de 40 µm até 200 µm com largura fixa de 40 µm. A Figura 12 ilustra as formas de medidas longitudinais e transversais dos resistores analisados. a) b) Figura 12: Apresentação das pontas de provas ilustrando as formas de medidas dos resistores: a) longitudinais e b) transversais. A varredura de tensão foi aplicada entre as pontas de prova Sm1 e Sm2 como é apresentado na Figura Impedâncias de Entrada e de Saída - Ponte As medidas de impedância de entrada e de saída, Z in e Z out respectivamente, das pontes de Wheatstone foram realizadas com a aplicação de uma varredura de tensão de 0 a 2,5 V com passo de 0,1V entre os terminais opostos das pontes. As células que foram utilizadas para estas medidas encontram-se nas linhas B, D e F (vide "Anexo A - Descrição das Máscaras Fotolitográficas"). A Figura 13 ilustra as formas de medidas das impedâncias Z IN impedância de entrada e Z OUT impedância de saída. a) b) Figura 13: Apresentação das pontas de provas ilustrando as formas de medidas das impedâncias: a) Z IN impedância de entrada e b) Z OUT impedância de saída. Para a realização dessas medidas usou-se uma padronização da seguinte maneira: entre o terminal superior esquerdo e o terminal inferior direito foi medido a impedância de entrada (Z IN ), e entre o terminal superior direito e no terminal inferior esquerdo foi medido 18

30 a impedância de saída (Z OUT ) como mostrado na Figura Tensão de Offset em Função da Temperatura Para a realização das medidas de tensão de offset, V offset, as pontes de Wheatstone foram alimentadas com uma tensão fixa de 5 V (entre as pontas de prova Sm1 e Sm3) e a tensão entre os terminais centrais das pontes foi medida (pontas de prova Vm1 e Vm2). As medidas de V offset foram realizadas para temperaturas desde 30 até 190 C com passo de 20 C. Figura 14: Apresentação das pontas de provas ilustrando as formas de medidas das pontes de Wheatstone. A Figura 14 ilustra a disposição das pontas de prova para a realização das medidas de tensão de offset das pontes de Wheatstone. 19

31 5 Resultados e Discussões Neste capítulo são apresentados os resultados obtidos e as devidas discussões do processo de fabricação dos piezoresistores de silício policristalino obtidos por LPCVD e dopados com fósforo e com boro. a) b) c) d) e) f) Figura 15: As etapas de processamento da lâmina: limpeza da lâmina (a), oxidação térmica (b), deposição de silício policristalino (c), dopagem e difusão de dopantes (d), corrosão do silício policristalino (e), deposição do alumínio (f) e corrosão do alumínio. Na Figura 15(a) pode ser observado a lâmina de silício monocristalino após a limpeza química, e na Figura 15(b) a amostra após a oxidação térmica para a obtenção da camada de óxido de silício (com espessura de 600 nm). Após a oxidação térmica foi realizado a deposição de silício policristalino (com espessura de 200 nm) por LPCVD como mostrado na Figura 15(c) e a seguir a etapa de dopagem do filme de silício policristalino com SOG: Figura 15(d). Na etapa seguinte foi realizada a primeira fotogravação para a definição dos motivos e logo após foi realizada a corrosão do filme de silício policristalino por plasma de SF 6 ; Figura 15(e). A deposição de alumínio foi realizada por evaporação, conforme pode ser 20 g)

32 observado na Figura 15(f) e posteriormente, a segunda fotogravação para a definição dos contatos metálicos. Foi então, realizada a corrosão úmida do alumínio Figura 15(g) e finalmente a sinterização para diminuição da resistência de contato entre o silício policristalino e o alumínio. Os resultados obtidos da caracterização realizada estão apresentados em duas séries de amostras. A primeira série reporta os resultados e discussões dos processos realizados com boro, e a segunda série de amostras reporta os resultados obtidos com o fósforo. 5.1 Primeira Série de Amostras Dopagem com Boro Neste item são apresentados os resultados obtidos do processo de fabricação de piezoresistores dopados com boro - BSOG. Os processos de difusão de boro nos filmes de silício policristalino foram realizados em quatro diferentes tempos (15, 30, 45 e 60 min). Medidas de resistência de folha foram realizadas para se verificar o comportamento da dopagem em função do tempo de difusão. Esses resultados estão apresentados na Figura 16. Resistência de Folha do Si-Poli (Ω/SQ) Tempo (min) amostra 2 Boro Figura 16: Gráfico da resistência de folha em função do tempo de difusão de boro nos filmes de silício policristalino. Observamos através do gráfico da Figura 16 que a resistência de folha diminui com o aumento do tempo de difusão. A provável justificativa para a diferença entre as curvas referentes as "amostra 1" e "amostra 2", que foram processadas igualmente, é que elas apresentaram grande desuniformidade em conseqüência da aplicação do próprio dopante BSOG, o qual não se distribuiu por igual em toda a superfície da lâmina. 21

33 5.1.1 Resistência de Espraiamento As medidas de resistência de espraiamento foram realizadas para as amostras de acordo com o tempo de dopagem, conforme apresentado na Figura 17. O valor de fundo de escala do equipamento é de 1 GΩ. Resistência do Si-Poli (Ω) 1,2x10 9 1,0x10 9 8,0x10 8 6,0x10 8 4,0x10 8 2,0x10 8 0,0 Óxido de Silício Substrato Silício policristalino Região ampliada 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Profundidade (µm) Boro 15min 30min 45min 60min Figura 17: Gráfico da resistência em função da profundidade da amostra dopada com boro. O detalhe da região do silício policristalino pode ser observado na Figura 18. Na Figura 17 pode-se observar as diferentes regiões da amostra (conforme desenho na região superior do gráfico). A esquerda tem-se o filme de silício policristalino, com baixa resistência, a seguir, com o aumento da resistência tem-se o óxido de silício e a direita chega-se ao substrato de silício monocristalino com resistividade entre 3 a 10 Ω.cm. Através dos gráficos da resistência em função da profundidade pode-se medir a espessura do óxido, pois o perfil do gráfico nos mostra a região do óxido de silício, onde a espessura foi de aproximadamente de 600 nm. Após a região do óxido onde a resistência é maior, vem uma região de aproximadamente 1150nm que é a região dopada do substrato. A resistência do filme de silício policristalino apresenta a tendência de ser tanto menor quanto maior o tempo de difusão do dopante, fato possível de se observar no gráfico ampliado. A região esquerda da Figura 17, foi ampliada e esse detalhe encontra-se na Figura

34 Resistência do Si-Poli(Ω) Ω)) ,30 0,35 0,40 0,45 0,50 Profundidade(µm) Boro 15 min 30min 45min 60min Figura 18: Detalhe da Figura 17: Gráfico da resistência em função da profundidade da amostra dopada com boro Curvas I-V Os resultados obtidos através das medidas elétricas são apresentados neste item Resistência nominal (longitudinal e transversal) A Figura 19 apresenta os gráficos de resistência em função do comprimento dos resistores das amostras dopadas com boro por 15, 30, 45 e 60 min. 23

35 min Boro min Boro Resistência (Ω) região01-l região02-l região07-l região29-l região01-t região02-t região07-t região29-t Resistência (Ω) região01-l região04-l região07-l região10-l região01-t região04-t região07-t região10- T a) Comprimento (µm) b) Comprimento (µm) min Boro min Boro Resistência (Ω) região04-l região07-l região15-l região28-l região04-t região07-t região15-t região28-t Resistência (Ω) região04-l região07-l região14-l região55-l região04-t região07-t região14-t região55-t c) Comprimento (µm) d) Comprimento (µm) Figura 19: Gráfico da resistência longitudinal "L" e transversal "T" em função do comprimento de cada resistor, para a lâmina dopada com boro por: a) 15 min, b) 30 min, c) 45 min e d) 60 min. Através dos gráficos de resistência em função do comprimento dos resistores, observa-se que a resistência apresenta a tendência de aumentar conforme aumenta o comprimento do resistor, esse fato é explicado pela segunda Lei de Ohm (Equação XIV), onde a resistência aumenta proporcionalmente com o comprimento. Equação XIV L R = ρ. A onde R é a resistência, ρ é a resistividade, L é o comprimento do resistor e o A é a área da secção transversal do resistor. Observa-se também, comparando as curvas das resistências dos resistores longitudinais com as curvas dos resistores transversais, que não foi possível observar influência significativa da orientação cristalográfica do silício policristalino nas medidas, mesmo que os filmes de silício policristalino apresentem orientações cristalográficas preferenciais, assemelhando-se assim, dentro dos grãos, ao silício monocristalino Tensão de offset em função da temperatura Neste item são apresentados os gráficos obtidos a partir das medidas de tensão de offset em função da temperatura das amostras dopadas com boro por 15, 30, 45 e 60 min. Esses resultados encontram-se nas: Figura 20, Figura 21, Figura 22 e Figura

36 Tensão de Offset (mv) Temperatura( o C) Figura 20: Gráfico da tensão de offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 15 min da região B1 B2 B3 B4 D1 D2 D3 D4 F1 F2 F3 F4 Boro Tensão de Offset (mv) B1 B2 B3 B4 D1 D2 D3 D4 F1 F2 F3 F4 Boro Temperatura( o C) Figura 21: Gráfico da tensão offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 30 min da região 01. Tensão de Offset (mv) B1 B2 B3 B4 D1 D2 D3 D4 F1 F2 F3 F4 Boro Temperatura( o C) Figura 22: Gráfico da tensão offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 45 min da região

37 Tensão de Offset (mv) B1 B2 B3 B4 D1 D2 D3 D4 F1 F2 F3 F4 Boro Temperatura( o C) Figura 23: Gráfico da tensão offset em função da temperatura, da lâmina dopada com boro por 60 min da região 14. Através dos gráficos da tensão em função da temperatura observa-se que as tensões medidas não apresentaram variação significativa com o aumento da temperatura. Entretanto, observando-se individualmente cada curva, pode-se notar uma pequena variação conforme apresentado em um resistor genérico, de acordo com a curva típica da Figura 24. Para o resistor da Figura 24, o valor máximo de variação da tensão de offset entre 30 e 190 C foi de 1,6 mv {ou seja: (208,1 30 C) (206,5 190 C)}. Assim sendo, foi observado uma pequena variação da tensão de offset. Tensão de offset (mv) Boro B3 60 min Temperatura ( o C) Figura 24: Curva individual da variação de tensão de offset em função da temperatura, para a célula B3 60 min. Resultados semelhantes foram obtidos para as demais curvas individuais dos gráficos de variação de tensão de offset em função da temperatura. Foi observado que houve uma variação não muito significativa para mais ou para menos em torno do valor apresentado 26