Eletrodeposição de cobre em silicio tipo-n monocristalino

Abstract

O objetivo principal deste trabalho é estudar o processo experimental de eletrodeposição de filmes de cobre sobre silício monocristalino. O arranjo experimental utilizado é constituído de uma célula de três eletrodos, o eletrólito e um potenciostato. Sulfato de cobre (CuSO4) em solução aquosa foi empregado como fonte de íons de cobre. Variações na estrutura do depósito, sua morfologia e sua composição foam conseguidas com alterações nos potenciais aplicados durante a deposição, com a adição de substâncias na solução empregada como eletrólito e com o controle do pH da mesma. O arranjo experimetnal também foi utilizado para a obtenção de informações sobre o sistema de deposição estudado, com o uso da técnica de voltametria cíclica. A análise e caracterização dos filmes foi obtida através das técnicas de espectroscopia de elétrons Auger, microscopia eletrônica de varredura e espectrometria de retro-espalhamento Rutherford. Foram observadas características específicas do sistema metal/semicondutor, como a formação de barreira Schottky. O crescimento de um depósito de cobre pode ser constatado em dois regimes: anódico e catódico. Para ambos os regimes foi observado que as camadas de cobre não apresentavam contaminantes a nível de detecção das técnicas utilizadas. Somente foram detectados contaminantes na superfície e na interface Si/Cu, principalmente oxigênio. No regime anódico, foi observado o crescimento de um depósito de cobre e a concomitantemente corrosão da superfície do silício. Um modelo para explicar a deposição de cobre em regime de corrente anódica será apresentado.