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Type: TESE
Title: Detecção de defeitos em estruturas semicondutoras através da microscopia fototérmica de reflexão : a interferência optotérmica e o aumento de contraste
Author: Batista, Jerias Alves
Advisor: Mansanares, Antonio Manoel, 1964-
Abstract: Resumo: A Ciência Fototérmica compreende uma grande variedade de fenômenos e métodos baseados na conversão de energia óptica em calor. A energia óptica absorvida é convertida em energia térmica em um grande número de materiais ¿ sólidos, líquidos e gasosos. Embora os processos de absorção nos materiais sejam seletivos, é comum aos estados excitados em átomos e moléculas perderem sua energia de excitação através de uma série de transições não-radiativas que resultam em aquecimento do material. Tais processos constituem a base para os Métodos Fototérmicos. A Microscopia Fototérmica de Reflexão tem se mostrado uma ferramenta útil na determinação de propriedades ópticas, térmicas e de transporte eletrônico em substratos semicondutores, dispositivos microeletrônicos e optoeletrônicos. Sua sensibilidade, conjugada à sua resolução espacial, capacita-a a detectar variações nos perfis de temperatura causadas por diferenças estruturais, bem como por defeitos em escalas micrométricas. O objetivo geral deste trabalho é a aplicação da técnica Microscopia Fototérmica de Reflexão na caracterização de defeitos em estruturas semicondutoras. Particular atenção será dada ao aumento da sensibilidade e do contraste dos resultados experimentalmente obtidos. Inicialmente serão discutidos aspectos físicos da geração do sinal fototérmico. Veremos que o mecanismo indutor da resposta de um material ao aquecimento modulado pode ser entendido em termos da modulação induzida no seu índice de refração. Em materiais com baixa atividade eletrônica, a refletância modulada de um feixe de prova está baseada na dependência da refletância do material com a temperatura; em materiais eletronicamente ativos, entretanto, além desta contribuição, a densidade de portadores livres fotoinduzida também contribui para a modulação da refletância. A geração de portadores resultantes de processos térmicos será desprezada. Em seguida mostraremos como heterogeneidades estruturais em sistemas multicamadas afetam o sinal fototérmico. Especificamente neste ponto, exploraremos a conjugação dos fenômenos de interferência óptica modulada termicamente visando o aumento do contraste do sinal. Contrastes de aproximadamente 100% foram obtidos em células solares usando-se interferência optotérmica, enquanto valores de apenas 15% foram obtidos pela interferência óptica convencional. Outrossim, será mostrado como a sensibilidade do sinal fototérmico pode ser significantemente aumentada pela escolha adequada de elementos de sondagens mais apropriados para medir efeitos da variação de temperatura. Aumento na sensibilidade de aproximadamente 200% foi obtido para o caso de trilhas de polissilício usando-se lasers de prova com diferentes comprimentos de onda. A última parte do trabalho será dedicada ao estudo de danos causados por descargas eletrostáticas. Este fenômeno é um dos principais problemas em diversas etapas do processo de construção, encapsulação e uso de dispositivos microeletrônicos de efeito de campo. A metodologia convencional de investigação da degradação está baseada em características elétricas. Medidas da voltagem de limiar e correntes de fuga permitem o monitoramento da degradação durante os testes. Estes tipos de medidas levam em conta os danos globais na estrutura, não sendo possível, portanto, revelar a posição exata do dano, nem sua extensão espacial. Neste contexto, a Microscopia Fototérmica de Reflexão se apresenta como uma ferramenta assaz importante na detecção, localização e monitoramento das evoluções espacial e temporal dos efeitos decorrentes das descargas eletrostáticas sobre a estrutura dos dispositivos

Abstract: Not informed.
Subject: Microscópio e microscopia - Técnica
Difusividade térmica
Interferência (Luz)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2001
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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