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Difusão de gases nobres implantados em fotoresistes

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Difusão de gases nobres implantados em fotoresistes

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Título Difusão de gases nobres implantados em fotoresistes
Autor Kaschny, Jorge Ricardo de Araujo
Orientador Behar, Moni
Data 1995
Nível Doutorado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Física. Curso de Pós-Graduação em Física.
Assunto Difusao : Gases : Implantacao de ions
Fisica da materia condensada
Resumo No presente trabalho foram estudados de uma forma sistemática os diversos parâmetros que podem influenciar o mecanismo de difusão de gases nobres implantados em fotoresistes. Com este propósito foram implantadas amostras do fotoresiste positivo AZ1350 com Xe e Kr a uma temperatura de 80 K. Os perfis de concentração foram determinados "in situ" utilizando a técnica de Retroespalhamento Rutherford (RBS) na faixa de 90-573 K, sendo em cada caso determinado o respectivo valor do coeficiente de difusão. Se mostrou que a dependência destes valores como função da temperatura segue um comportamento tipo Arrhenius com valores de energia de ativação semelhantes (Eb=100meV). Estudos similares, efetuados com Cs e Rb, fornecem valores de energia de ativação mais elevados (Eb=205meV e Eb=300meV respectivamente). Esta diferença é atribuída ao surgimento de ligações químicas entre o íon implantado e os componentes do fotoresiste, fato que não acontece para os gases nobres. É também mostrado que o processo de difusão na região danificada pela implantação, ocorre via um mecanismo de aprisionamento e liberação. Experimentos com o fotoresiste negativo Waycoat-SC mostram que o processo difusivo ocorre em um intervalo de temperaturas muito mais estreito possibilitando a determinação do coeficiente de difusão somente em uma temperatura (D(T=230K)=5x10-14cm2/s). A comparação deste valor com o respectivamente encontrado para o AZ1350 mostra que no Waycoat-SC o processo de difusão é mais rápido.
Abstract In the present work, we have studied in a systematic way the different parameters that can influence the diffusion of the noble gases when implanted in to photoresist. With this aim we have implanted at 80 K AZ1350 samples with Xe and Kr. The concentration profiles were determined "in situ" by the Rutherford Backscattering technique (RBS). The experiments were done in a 90-573 K temperature range, being determined for each annealing temperature the corresponding diffusion coefficient. It is shown that the diffusion coefficient follows an Arrhenius type behavior with a characteristic activation energy of the order of Eb=100meV for both Xe and Kr gases. Similar studies performed with Rb and Cs show a similar behavior but with higher activation energy (Eb(Cs)=205meV and Eb(Rb)=300meV). This difference is attributed to the chemical bonds between the implanted ions and the photoresist components. It is also shown that the diffusion process is governed by a trapping-detrapping mechanism. Further experiments with Waycoat-SC negative photoresist show that the diffusion process occurs in a very narrow temperature range. Therefore we were able to determine the diffusion coefficient at only one temperature D(T=230K)=5x10-14 cm2/s. A comparison of this value with the corresponding one found for AZ1350 shows that the diffusional process in the Waycoat-SC is much faster than the one observed for AZ1350.
Tipo Tese
URI http://hdl.handle.net/10183/49486
Arquivos Descrição Formato
000187592.pdf (21.84Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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