Questões de Engenharia Física

Em um sistema de deposição de filmes, alumínio é depositado sobre silício por evaporação térmica. Os substratos são colocados em um suporte hemisférico de 20 cm de raio, em cujo centro se localiza um aquecedor de tungstênio do tipo “boat”, no qual uma gota de alumínio de 0,1 g foi colocada. A pressão de base do sistema é de 1 x 10-4 Pa. Qual a espessura do filme depositado, ao se extinguir a carga após 10 minutos? Al tem massa molar de 26,9815 g/mol, e densidade de 2,70 g.cm^-3 @ 300K.

• A. 37 nm
• B. 74 nm
• C. 147 nm
• D. 294 nm
• E. Nenhuma das anteriores.

• A. 0,36 %
• B. 0,18 %
• C. 3,6 %
• D. 1,8 %
• E. Nenhuma das anteriores.

Silício se cristaliza na estrutura do diamante, com parâmetro de rede igual a 5,43 Å. A estrutura do diamante é composta de dois cubos de face centrada deslocados de ¼ ao longo da sua diagonal principal. Qual a densidade de sítios atômicos na superfície (110) de um monocristal de silício?

• A. 6,78 x 10¹⁴ sítios/cm²
• B. 7,83 x 10¹⁴ sítios/cm²
• C. 9,59 x 10¹⁴ sítios/cm²
• D. 1,52 x 10¹⁴ sítios/cm²
• E. Nenhuma das anteriores.

• A. (2,9 + 0,5) mg
• B. (7,5 + 0,5) mg
• C. (2,9 + 0,5) g
• D. (7,5 + 0,5) g
• E. Nenhuma das anteriores.

Informação estrutural é muito importante tanto para o desenvolvimento de novos dispositivos, quanto para controle de processos em microfabricação. Tendo em vista o uso de raios X em microeletrônica aponte qual afirmativa NÃO é verdadeira dentre as seguintes alternativas:

• A. Através de difração de raios X é possível medir a tensão mecânica nas camadas de um dispositivo.
• B. O difratograma de raios X é usado para identificar quimicamente os elementos presentes nos filmes depositados.
• C. As espessuras de camadas epitaxiais em semicondutores avançados podem ser obtidas do seu difratograma de raios X
• D. Os tamanhos dos grãos das trilhas metálicas dos circuitos integrados podem ser medidos por difração de raios X.
• E. Através de difração de raios X o cristal de silício é orientado para o processo de fatiamento em wafers e identificação.

• A. O volume de material analisado é definido pela profundidade de penetração dos fótons de excitação.
• B. Apenas uma fração dos elétrons fotoexcitados escapa da amostra, somente aqueles que tem momento na direção da superfície.
• C. Os fotoelétrons carregam informação sobre o ambiente químico do átomo, podendo assim informar sobre as ligações químicas presentes.
• D. O espectro de fotoemissão pode ter os níveis de caroço, os elétrons Auger e os elétrons de valência do material.
• E. A área sob um pico é proporcional à concentração do elemento, podendo, portanto, ser feita uma análise quantitativa.

• A. Que entre a amostra e o analisador há uma diferença de potencial devido à diferença entre as suas funções-trabalho.
• B. Ao iluminar o semicondutor com fótons de 21,2 eV, elétrons que saem do semicondutor com energia próxima de zero são detectados no analisador com energia cinética da ordem da diferença das energias de vácuo. O espectro medido é deslocado no sentido de energia cinética positiva.
• C. Caso a função-trabalho do semicondutor fosse menor que a função-trabalho do analisador o espectro de fotoemissão do semicondutor medido pelo analisador seria truncado nas suas energias cinéticas baixas.
• D. Que o sistema semicondutor-metal não se encontra em equilíbrio termodinâmico.
• E. Que as energias de ligação dos níveis de caroço do semicondutor não dependem do analisador, pois são referenciadas ao máximo da banda de valência do semicondutor.

Uma técnica metrológica de grande importância em microfabricação é a microscopia de força atômica. Com relação ao uso dessa ferramenta em microeletrônica NÃO se pode afirmar o seguinte:

• A. Medidas com resolução de profundidade de até 0,01nm são possíveis.
• B. AFM é usada para medir a rugosidade da superfície de wafers de Si.
• C. A interação da sonda com a amostra pode danificar tanto a amostra quanto a sonda.
• D. As sondas tem elevadíssima razão de aspecto, o que permite obter imagens de objetos nanométricos.
• E. A resolução lateral é limitada pelo mecanismo piezoelétrico de varredura.

• A. Espectroscopia eletrônica de perda de energia (EELS), topografia de raios X (XRT), espectroscopia de fotoemissão com ultravioleta (UPS), fluorescência de raios X (XRF), espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS).
• B. Microscopia eletrônica de varredura (SEM), catodolumiscência (CL), fotocondutividade (PC), topografia de raios X (XRT), espectroscopia de massa de íons secundários (SIMS).
• C. Difração de elétrons lentos (LEED), eletroluminscência (EL), espectroscopia de fotoemissão com ultravioleta (UPS), topografia de raios X (XRT), espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS).
• D. Espectroscopia de elétrons Auger (AES), microsonda de elétrons (EMP), espectroscopia de fotoemissão com raios X (XPS), fluorescência de raios X (XRF), espectroscopia de massa de íons secundários (SIMS).
• E. Corrente induzida por feixe de elétrons (EBIC), microsonda de elétrons (EMP), espectroscopia de fotoemissão com ultravioleta (UPS), difração de raios X (XRD), espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS).

Com respeito à resolução e formação de imagem em um microscópio eletrônico de varredura, pode-se afirmar que

• A. a resolução é determinada pelo volume de interação do feixe no material.
• B. a resolução é determinada pelo diâmetro do feixe.
• C. a resolução é definida pelo comprimento de onda de de Broglie dos elétrons do feixe.
• D. a formação da imagem se dá através de óptica específica para coleta dos elétrons secundários.
• E. a imagem formada com os elétrons retroespalhados elasticamente tem melhor resolução que a formada com os elétrons secundários.