Filmes finos de óxido de estanho depositados por "sputtering" reativo foram caracterizados com bases em análises feitas por Espalhamento Nuclear Ressonante, Espectroscopia por Retroespalhamento Rutheford, Espectroscopia Mössbauer de Elétrons de Conversão e Difração de Raios-X e pelas medidas de Resistência de Folha. Numa primeira fase, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em ar e expostas à gás de cozinha, afim de testar as propriedades sensoras do material. Os filmes finos como depositados foram modificados pelos tratamentos térmicos e exposições a gases, que aumentaram sua condutividade elétrica e alteraram a concentração de vacâncias de oxigênio. Numa segunda fase, os filmes foram submetidos a diferentes tratamentos térmicos, implantados com os íons Fe+, ZN+,Cu+,Ga+ e As+ e novamente tratados termicamente. Foram observados aumentos na condutividade elétrica induzidos pela dopagem dos filmes e algumas correlações entre o perfil de distribuição das espécies implantadas e as razões O/Sn em função da profundidade.

No presente trabalho implantamos íons de Fe em amostras de Si que são subseqüentemente recristalizadas pela técnica Cristalização Epitaxial Induzida por Feixe de íons (IBIEC). Quatro técnicas de análise (RBS, Canalização, Mõssbauer e TEM) foram utilizadas a fim de estudar os seguintes aspectos: a) fases formadas pela técnica IBIEC em função da concentração de Fe implantado; b) estabilidade térmica dos precipitados -y-FeSi2; c) caracterização da fase -y-FeSi2 pela técnica Mõssbauer e a existência ou não de um carácter magnético para esta fase. Nossos experimentos mostraram os seguintes resultados. Em baixa concentração de Fe (C<llat.%) somente a fase -y-FeSi2 é formada. No entanto, quando uma concentração crítica é atingida (llat.%), então a fase a também é verificada. Finalmente, uma coexistência de três fases (fases -y, a e ,3-FeSi2) é observada se a concentração de Fe é maior que 2lat.%. Este é um fenômeno singular uma vez que a fase -y é metaestável e a fase a é estável somente em temperaturas mais elevadas que ,950°C (o processo IBIEC é realizado em 320°C). Os experimentos de estabilidade térmica mostraram que a fase 7-FeSi2 é estável entre 600°C e 730°C, sendo a temperatura exata uma função da concentração de Fe implantado. Concluiu-se que a estabilidade da fase y é sustentada pelo pequeno tamanho dos precipitados de FeSi2 (< 10 nm). Além disso, a transformação y --+ /3 é devida ao aumento de tamanho dos precipitados baseado no mecanismo de crescimento de Ostwald. Os experimentos Mõssbauer mostraram que a fase fase -y-FeSi2 não é magnética. Esta característica foi deduzida de medidas realizadas em 4 K, que não mostram qualquer evidência de desdobramento magnético no espectro Mõssbauer. Medidas em temperatura ambiente indicam que a fase -y-FeSi2 é desordenada. No entanto, após recozimentos adicionais, observou-se pela primeira vez um singleto no espectro, além do dubleto original. Mostrou-se que o singleto caracteriza a fase -y ordenada (condizente com a sua estrutura cúbica) enquanto que o dubleto corresponde àquela com defeitos (a interface FeSi2 /Si provavelmente também deve ser considerada como "defeito"). Nós gostaríamos de enfatizar que medidas prévias, onde o processo de recristalização era unicamente térmico (SPE e RTA), falharam na obtenção da fase -y-FeSi2. Nós então tentamos justificar porque a técnica IBIEC é tão especial para produzir, de uma maneira seletiva, a fase -y-FeSi2. Por último, propõe-se um modelo microscópico para a precipitação -y-FeSi2 por IBIEC. / In the present work we implanted Fe ions into Si samples that are subsequently recrystallized by Ion Beam Induced Epitaxial Crystallization (IBIEC) technique. Four analysis techniques (RBS, Channeling, Mõssbauer and TEM) were used in order to study the following aspects: a) phases obtained by IBIEC as a function of Fe implanted concentration; b) thermal stability of -y-FeSi2 precipitates; c) characterization by Mõssbauer technique of the y-FeSi2 phase and the existence or not of a magnetic character. Our experiments showed the following results. At low Fe concentration (C<llat.%) only the -y-FeSi2 phase is formed. However, when a critical concentration is reached (llat.%), then the a phase also is verified. Finally, a coexistence of three phases (y, a and /3 phases) is observed if the Fe concentration is above than 2lat.%. This is a unique phenomenon since the -y phase is the metastable one and the a phase is stable only at temperatures higher than 950°C (the IBIEC technique is performed at 320°C). The thermal annealing experiments showed that the -y-FeSi2 phase is stable between 600°C and 730°C, being the specific temperature a function of the implanted Fe concentration. We have concluded that the y phase stability is supported by the small size of the FeSi2 precipitates (<10 nm). In addition, the y -4 ,C3-FeSi2 transformation is due to a size increase of the precipitates based on an Ostwald ripening mechanism. The Mõssbauer experiments showed that the y phase is no magnetic. This feature was deduced from measurements performed at 4 K, which did not show any evidence of a magnetic splitting in the Mõssbauer spectrum. Room temperature measurements indicate that the -y-FeSi2 is disordered. However, after further annealing, we observe for the first time one singlet in the spectrum, besides the original doublet. We have shown that the singlet characterizes the ordered -y phase (in agreement with its cubic structure) while the doublet characterizes the phase with defects (the interface FeSi2 /Si probably also must be included like "defect"). We would like to stress that previous experiments, where the recrystallization process was performed only thermally (SPE and RTA), failed in producing the -y- FeSi2 phase. Then we have tried to give a reason why the IBIEC technique is so unique in producing, in a selective way, the y-FeSi2 phase. Finally, we have proposed a microscopical model for the IBIEC -y-FeSi2 precipitation.

No presente trabalho implantamos íons de Fe em amostras de Si que são subseqüentemente recristalizadas pela técnica Cristalização Epitaxial Induzida por Feixe de íons (IBIEC). Quatro técnicas de análise (RBS, Canalização, Mõssbauer e TEM) foram utilizadas a fim de estudar os seguintes aspectos: a) fases formadas pela técnica IBIEC em função da concentração de Fe implantado; b) estabilidade térmica dos precipitados -y-FeSi2; c) caracterização da fase -y-FeSi2 pela técnica Mõssbauer e a existência ou não de um carácter magnético para esta fase. Nossos experimentos mostraram os seguintes resultados. Em baixa concentração de Fe (C<llat.%) somente a fase -y-FeSi2 é formada. No entanto, quando uma concentração crítica é atingida (llat.%), então a fase a também é verificada. Finalmente, uma coexistência de três fases (fases -y, a e ,3-FeSi2) é observada se a concentração de Fe é maior que 2lat.%. Este é um fenômeno singular uma vez que a fase -y é metaestável e a fase a é estável somente em temperaturas mais elevadas que ,950°C (o processo IBIEC é realizado em 320°C). Os experimentos de estabilidade térmica mostraram que a fase 7-FeSi2 é estável entre 600°C e 730°C, sendo a temperatura exata uma função da concentração de Fe implantado. Concluiu-se que a estabilidade da fase y é sustentada pelo pequeno tamanho dos precipitados de FeSi2 (< 10 nm). Além disso, a transformação y --+ /3 é devida ao aumento de tamanho dos precipitados baseado no mecanismo de crescimento de Ostwald. Os experimentos Mõssbauer mostraram que a fase fase -y-FeSi2 não é magnética. Esta característica foi deduzida de medidas realizadas em 4 K, que não mostram qualquer evidência de desdobramento magnético no espectro Mõssbauer. Medidas em temperatura ambiente indicam que a fase -y-FeSi2 é desordenada. No entanto, após recozimentos adicionais, observou-se pela primeira vez um singleto no espectro, além do dubleto original. Mostrou-se que o singleto caracteriza a fase -y ordenada (condizente com a sua estrutura cúbica) enquanto que o dubleto corresponde àquela com defeitos (a interface FeSi2 /Si provavelmente também deve ser considerada como "defeito"). Nós gostaríamos de enfatizar que medidas prévias, onde o processo de recristalização era unicamente térmico (SPE e RTA), falharam na obtenção da fase -y-FeSi2. Nós então tentamos justificar porque a técnica IBIEC é tão especial para produzir, de uma maneira seletiva, a fase -y-FeSi2. Por último, propõe-se um modelo microscópico para a precipitação -y-FeSi2 por IBIEC. / In the present work we implanted Fe ions into Si samples that are subsequently recrystallized by Ion Beam Induced Epitaxial Crystallization (IBIEC) technique. Four analysis techniques (RBS, Channeling, Mõssbauer and TEM) were used in order to study the following aspects: a) phases obtained by IBIEC as a function of Fe implanted concentration; b) thermal stability of -y-FeSi2 precipitates; c) characterization by Mõssbauer technique of the y-FeSi2 phase and the existence or not of a magnetic character. Our experiments showed the following results. At low Fe concentration (C<llat.%) only the -y-FeSi2 phase is formed. However, when a critical concentration is reached (llat.%), then the a phase also is verified. Finally, a coexistence of three phases (y, a and /3 phases) is observed if the Fe concentration is above than 2lat.%. This is a unique phenomenon since the -y phase is the metastable one and the a phase is stable only at temperatures higher than 950°C (the IBIEC technique is performed at 320°C). The thermal annealing experiments showed that the -y-FeSi2 phase is stable between 600°C and 730°C, being the specific temperature a function of the implanted Fe concentration. We have concluded that the y phase stability is supported by the small size of the FeSi2 precipitates (<10 nm). In addition, the y -4 ,C3-FeSi2 transformation is due to a size increase of the precipitates based on an Ostwald ripening mechanism. The Mõssbauer experiments showed that the y phase is no magnetic. This feature was deduced from measurements performed at 4 K, which did not show any evidence of a magnetic splitting in the Mõssbauer spectrum. Room temperature measurements indicate that the -y-FeSi2 is disordered. However, after further annealing, we observe for the first time one singlet in the spectrum, besides the original doublet. We have shown that the singlet characterizes the ordered -y phase (in agreement with its cubic structure) while the doublet characterizes the phase with defects (the interface FeSi2 /Si probably also must be included like "defect"). We would like to stress that previous experiments, where the recrystallization process was performed only thermally (SPE and RTA), failed in producing the -y- FeSi2 phase. Then we have tried to give a reason why the IBIEC technique is so unique in producing, in a selective way, the y-FeSi2 phase. Finally, we have proposed a microscopical model for the IBIEC -y-FeSi2 precipitation.

Filmes finos de óxido de estanho depositados por "sputtering" reativo foram caracterizados com bases em análises feitas por Espalhamento Nuclear Ressonante, Espectroscopia por Retroespalhamento Rutheford, Espectroscopia Mössbauer de Elétrons de Conversão e Difração de Raios-X e pelas medidas de Resistência de Folha. Numa primeira fase, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em ar e expostas à gás de cozinha, afim de testar as propriedades sensoras do material. Os filmes finos como depositados foram modificados pelos tratamentos térmicos e exposições a gases, que aumentaram sua condutividade elétrica e alteraram a concentração de vacâncias de oxigênio. Numa segunda fase, os filmes foram submetidos a diferentes tratamentos térmicos, implantados com os íons Fe+, ZN+,Cu+,Ga+ e As+ e novamente tratados termicamente. Foram observados aumentos na condutividade elétrica induzidos pela dopagem dos filmes e algumas correlações entre o perfil de distribuição das espécies implantadas e as razões O/Sn em função da profundidade.

No presente trabalho implantamos Íons de Sb, Sn e Ag no fotoresiste AZ1350 (polímero novolak) e usamos a técnica de retroespalhamento de Rutherford a fim de estudar os seguintes asp ectos: a) alcances projetados dos Íons i'mplantados e os correspondentes desvios estatísticos em função da energia de implantação; b) variação na estabilidade térmica do fotoresiste como conseqüência de imo plantações rasas destes elementos (até rv500 A) ; c) difusividade térmica dos íons implantados. Nossos experimentos forneceram os seguintes resultados. Encontramos que os parâmetros de alcance, extraídos dos perfis experimentais, estão em bom acordo com as predições teóricas obtidas a partir da teoria de Ziegler, Biersack e Littmark. No entanto, verificamos que o perfil da perda de oxigênio ocorrida durante o processo de implantação não corresponde ao perfil de danos obtido teoricamente. Com respeito a estabilidade térmica, encontramos que implantações rasas de Sb e Sn tornam o fotoresiste mais resistente quanto a perda de material, sendo o Sb mais eficiente que o Sn. Implantações com a Ag, por sua vez, não tem influência na estabilidade térmica do fotoresiste implantado. O processo de estabilização térmica pode ser devido a dois fatores: a) danificação ocasionada pelo processo de implantação; b) efeitos químicos de ligações dos Íons implantados com os componentes do fotoresiste. Finalmente, os estudos de difusividade mostram que Íons de Sb e Sn difundem regularmente sendo que a energia de ativação para o processo é de rvl80 meV. A Ag por sua vez segrega como conseqüência do tratamento térmico. Comparação dos nossos resultados com estudos prévios realizados com implantações de Au e Bi no fotoresiste AZ1350, nos levam à conclusão que aqueles elementos que difundem regularmente (Bi, Sn e Sb) protegem o fotoresiste, ao contrário dos elementos que não difundem regularmente como Au e Ag, que segregam como conseqüência do tratamento térmico. / In the present work we have implanted Sb, Sn and Ag in the photoresist AZ1350 and used the Rutherford backscattering technique in order to study the following features: a) range and range straggling of the implanted ions as a function of implantation energy; h ) variation in the thermal stability of the photoresist as a consequence of shallow o Ag, Sn and Sb implantations ( "'500 A); c) thermal diffusivity behavior of the implanted íons. Our results have shown the following features. We found that the experimental range parameters are in good agreement with the theoretical predictions by Ziegler, Biersack and Littmark. However the oXYgen profile loss, which arises as a consequence of the implantation process does not agree with the theoretical damage profile. We also found 'that the thermal stability of the photoresist increases as a consequence of the Sb and Sn implantations. On the other side the Ag implantations do not improve the thermal stability of the implanted photoresist. The thermal stabilization process can be attributed to two main process: a) radiation damage due to the implantation process; b) chemical effects due to the creation of bonds between the implanted ion and the components of the fotoresist. Finally it should be stated that the Sb and Sn íons diffuse in a regular way following an Arrhenius plot being the activation energy of the order of 180 meV. On the other side it is shown that Ag segregates as a consequence of the thermal treatment. A comparison of the present and previous results for Au and Bi implanted into the same photoresist allow us to draw the following conclusion. The thermal stability of the AZ1350 photoresist is enhanced by those elements which diffuse regulary (Sn, Sb and Bi) . On the contrary Au and Ag (which segregate) do not bring any beneficiai effect.

Apresenta-se aqui o estudo de interdifusão e reação no estado sólido em bicamadas de filmes finos de Fe-Al quando submetidas a tratamento térmico em alto vácuo. Três tipos de tratamento forma utilizados, isocrônico, isotérmico e sequencial. Utilizou-se quatro técnicas de análise, Retroespalhamento Rutherford de Partículas Alfa, Medidas de Resistência de Folha, Espectroscopia Mössbauer de Elétrons de Conversão e Difração de Raios-X. Este trabalho é composto de quatro partes. A primeira corresponde ao estudo, por Retroespalhamento Rutherford de Partículas Alfa, da interdifusão entre Fe e i Al. A segunda compreende o monitoramneto, por medidas de resistência de folha, das tranformações metalúrgicas que ocorreram na bicamada de Fe-Al. Na terceira parte apresenta-se a caracterização por Espectroscopia Mössbauer de Elétrons de Conversão e Difração de Raios-X das fases que se formaram. A quarta e última parte é dividida em duas. Uma correspondendo a um estudo de difusão do Al no Fe, o qual tem por obejetivo complementar os resultados obtidos na primeira parte deste trabalho, e a outra descreve o estudo detalhado da estabilidade térmica das fases obtidas. / This work presents the study of the interdiffusion and solid phase reaction in thin films Fe-Al bilayered systems when subjected to thermal treatment in a high vacuum furnace. Three different thermal treatments were performed, isochronous, isothermal and step annelings. The present study was accoplished using four analytical technics, Rutherford Backscattering Spectrometry. Sheet Resistence Measurements. Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy, and X-Rays Diffraction. The work is divides in four parts. The first one deals with the study of the interdiffusion between the Fe and Al films by means of Rutherford Backscattering Spectrometry. The second part presents the monitoring of the metallurgical transformations occuring in the thin film bilayered system using sheet resistende measurements. The third part is concerned with the chacterization of the phases formed after thermal treatments as identified by Conversion Electron Mössbauer Spectrometry and Ray Diffraction. The last part studies the thermal stability of the phases obtained by thermal treatments.

Thesis (doctoral)--Karolinska Institutet, 1985. / Added t.p. with thesis statement inserted. Includes bibliographical references.

Thesis (doctoral)--Karolinska Institutet, 1985. / Added t.p. with thesis statement inserted. Includes bibliographical references.

Nesta dissertação estudamos a possibilidade de uso de implantação iônica de estanho para pré-amorfização do silício cristalino e sua aplicabilidade na tecnologia de fabricação de junções rasas. Foi estudada a amorfização de Si em doses altas (~ 1x1016 cm-2) de implantação de Sn. Nas pesquisas foram empregadas as técnicas de espectroscopia Mössbauer e de Retroespalhamento de Rutherford Canalizado (RBS/C). Mesmo para estas doses muito altas, foi observado 93% de substitucionalidade de Sn na rede cristalina de Si, após tratamento térmico, o que corresponde a duas ordens de grandeza a mais que a máxima solubilidade sólida. Doses médias (1x1012 – 3x1014 cm-2) de implantação de Sn foram usadas para encontrar a dose mínima de amorfização, que foi de 1x1014 cm-2, medida com RBS/C. Amostras pré-amorfizadas com implantação iônica de Sn e energias 120 keV e 240 keV foram posteriormente implantadas com BF2 + de 50 keV e dose 5x1014 cm-2 para obtenção de junção rasa tipo p+-n. Diferentes regimes de recozimento térmico rápido foram utilizados. Técnicas de espectroscopia de massa de íons secundários (SIMS) e medidas elétricas foram usadas para caracterização destas junções. O melhor resultado foi com pré-amorfização de Sn de 240 keV e recozimento de 900 ºC, 30s. A profundidade de junção foi de 115 nm e a resistência de folha de ~ 175 / . / The possibility of using ion implantation of tin to preamorphizing crystalline silicon and its applicability in the fabrication of shallow junctions is studied in this work. Initially we performed the preamorphization with high dose of implanted tin (~1x1016 cm-2). In the analysis of the implanted samples we used the techniques of Mössbauer Spectroscopy and Aligned Rutherford Backscattering (Channeling). Even for those high doses of implantation we observed 93% of substitutionality of tin in the crystalline lattice of silicon, after thermal annealing. This substitutionality is two orders of magnitude higher than the maximum solid solubility. Medium value doses (1x1012 – 3x1014 cm-2) of implanted tin were used in order to find the minimum dose for amorphization, which we found to be 1x1014 cm-2, measured with channeled RBS. Samples preamorphized with tin implanted at different energies, 120 keV and 240 keV, have been afterwards implanted with BF2 + of 50 keV and dose 5x1014 cm-2 to obtain shallow junction of type p+-n. Different processes of rapid thermal annealing have been used. Secondary Ions Mass Spectroscopy (SIMS) and electric measurements were used to characterize these junctions. The best result was obtained with preamorphization by tin at 240 keV and annealing at 900 oC, 30 s. The depth of the junction was 115 nm and sheet resistance of ~175 / .

Em uma amostra constituída de oito mandíbulas humanas secas, foram selecionados quatro sítios na região de segundo pré-molar a primeiro molar, dos de cada lado. Um come de gutta-percha foi fixado com adesivo instantâneo na face lingual da mandíbula, na região de cada sítio. Para simular a presença de tecidos moles, as mandíbulas foram incluídas em parafina. Para a correta seleção dos sítios de exame, a tomografia hipocicloidal, foi utilizazda uma incidência radiográfica oclusa total dee cada mandíbula, cuja imagem foi capturada par ao monitor. Sobre a mesma foram selecionados os sítos para a obtenção de cortes ortorradiais de tomografia hipocicloidal, com espessura de 2 mm, através do equipamento IS2000 COMM-CATR. A tomografia computadoriza helicoidal foi obtida através do equipamento Twin FlashR e as reconstruções ortorradiais, cada uma com 2 mm de espessura, foram realizadas com o softtware Denta CTr. A mandíbulas foram seccionadas nos sítios propostos e todas as imagens, digitalizadas através de scanner. As imagens de tomografia hipocicloidal foram redimensionadas de acordo com a magnificação de 26%. Dois examinadores previamente calibrados realizaram medidas de distâncias e horizontais das imagens digitais apresentadas no monitor, sob condições ideiais de visualizaação. As comparações intra e interexaminador não mostraram variabilidade significativas. As medidas obtidas pelos dois métodos foram comparadas ao padrão-ouro e as diferenças encontradas foram menores que 0,1 mm. Tais resultados permitem concluir que, na presente amostra, tanto a tomografia computadoriza helicoidal quando a tomografia hipocicloidal permite obtenção segura das medidas verticais e horizontais propostas na região posterior mandíbula.