Characterization of silicon dioxide thin films deposited in a HD-PECVD reactor from TEOS at ultra low temperature.

Este trabalho reporta o estudo e desenvolvimento do processo de deposição química a vapor enriquecida por plasma de alta densidade de filmes finos de óxido de silício obtidos em ultra baixa temperatura, inferior a 100°C, tendo como fonte de silício o vapor de TEOS. O principal objetivo deste trabalho é, além da obtenção de filmes de óxido de silício com propriedades elétricas adequadas para utilização em TFTs, compreender os fenômenos que regem o processo de deposição química sob um plasma de alta densidade a partir da caracterização estrutural e elétrica de filmes depositados sob diferentes condições de processo, de modo a poder-se controlar as propriedades dos materiais obtidos. As técnicas de análise empregadas para a caracterização das amostras foram: elipsometria, FTIRS, RBS, curvas de taxa de deposição e corrosão, curvas capacitância versus tensão de alta freqüência, curvas corrente elétrica versus tensão. Os principais resultados obtidos através da caracterização elétrica de capacitores MOS com área 9 x 10-4 cm-2, construídos a partir dos filmes de SiOx depositados, são: VFB = -3,94 V; eOX = 3,92; QSS/q = 6,08×1011 cm-2; EBD = 9,44 MV/cm e JLK = 2,50×10-7 A/cm-2 @ 4 MV/cm.This work reports on the results obtained from high-density plasma enhanced chemical vapor deposited silicon oxide films at ultra low temperature, i.e. 30°C, using TEOS vapor as the silicon source oxidized with assistance of argon. The objectives of this work are: first, understand the phenomena that conducts the chemical vapor deposition in high density regime in order to control the deposited silicon oxide films properties, and also obtain silicon oxide films with adequate properties, from structural and electric characterization of films deposited under different process conditions, in order to control the properties of the deposited materials, for use in TFT\'s technology. Different analysis techniques were applied to characterize the deposited layers: ellipsometry, FTIRS, RBS, deposition and etch rate curves, capacitance versus voltage in high-frequency curves and electric current versus voltage curves. Obtained results were presented and subdivided in accordance with TEOS flow used in the deposition process: 0,5 sccm (for temperatures of 30, 150 and 250°C), 1 and 4 sccm. Characterization results were obtained by the different techniques employed suggests the adequate control of the silicon oxide films characteristics according HD-PECVD/TEOS process parameters which are: stoichiometry, density, Si-H and Si-OH bonds content, position of Si-O peak and absence of organic contamination. The main results obtained from the electric characterization MOS capacitors with area 9 x 10-4 cm-2, implemented with deposited SiOx films, are: VFB = -3,94 V; eOX = 3,92; QSS/q = 6,08×1011 cm-2; EBD = 9,44 MV/cm and JLK = 2,50×10-7 A/cm-2 @ 4 MV/cm