Desenvolvimento de micropontas de silício com eletrodos integrados para dispositivos de emissão por efeito de campo.

• Ano de defesa: 2007
• Autor(a) principal: Barros, Alex de Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Emissão por efeito de campo; Field emission; Materiais PECVD; Microeletrônica do vácuo; Micropontas de silício; PECVD materials; Silicon microtips; Vacuum microelectronics
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-07012008-165629/

Este trabalho apresenta um método de fabricação de micropontas de silício que já contém os contatos elétricos integrados à sua estrutura. O processo de fabricação das microestruturas é o foco desta pesquisa e nossa motivação futura é desenvolver dispositivos para emissão eletrônica por efeito de campo (Field Emission Devices - FED. O método em questão baseia-se: (i) no underetch anisotrópico, que ocorre em substratos de silício (100) quando orientados de maneira conveniente, em solução de KOH; (ii) na utilização de filme de oxinitreto de silício (SiOxNy), que visa o mascaramento no processo de corrosão durante a formação das micropontas e também, o suporte mecânico para as trilhas metálicas que formam o eletrodo de polarização. Tal material, obtido por Deposição Química a Vapor assistida por Plasma (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition - PECVD), apresenta baixo stress interno e tem a função de isolar eletricamente os eletrodos do substrato de Si. Esse filme de SiOxNy viabilizou a obtenção de trilhas autosustentadas, planas e lisas, com dimensões de até 6 milímetros. Através de técnicas convencionais de fotolitografia construímos contatos elétricos de cromo auto-alinhados sobre as micropontas. Metodologicamente definimos e caracterizamos, por meio de microscopia óptica, diferentes etapas da formação das micropontas, determinamos suas respectivas taxas de corrosão e consequentemente o tempo total de sua formação, em função das dimensões iniciais da máscara. As estruturas foram fabricadas na forma de matrizes com 50, 98, 112 e 113 micropontas. O espaçamento entre elas varia de 130 a 450 ?m. O diâmetro do ápice e a altura são de aproximadamente 1 e 54 ?m respectivamente. A principal vantagem deste método de fabricação é a eliminação da necessidade de utilização de microposicionadores externos e de acionamento manual, para a integração de contatos elétricos à estrutura. Finalmente, o êxito deste método deveu-se essencialmente às propriedades exclusivas do filme de SiOxNy.