Análisis teórico-experimental del comportamiento piezo-espectroscópico Raman del Silicio

D. RICHARD; G. TORCHIA; V. GUAREPI; K. PEREIRA DA SILVA; M. R. TEJERINA; F. VIDELA; A. GOÑI

La Plata

Congreso; 102 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2017

Asociación Física Argentina

Las deformaciones mecánicas en componentes electrónicos usualmente afectan el comportamiento y desempeño de los mismos. En consecuencia, el tensor de deformaciones es una propiedad que determina características de los materiales como variaciones de electro-resistividad, de conductividad térmica y de índice de refracción [1]. En este sentido, la microscopía Raman se utiliza para caracterizar la tensión residual en materiales cuando se requiere una resolución espacial del orden de la micra y para tensiones mecánicas mayores a 5 MPa[2].En este trabajo, presentamos un estudio del silicio sometido a distintas deformaciones estructurales que combina técnicas experimentales y cálculos de primeros principios. En el aspecto teórico, analizamos a través de cálculos ab initio el comportamiento del espectro Raman del silicio bajo presiones isótropas y no isótropas, utilizando el método Projector Augmented Waves según su implementación en el código Quantum Espresso. En el aspecto experimental, presentamos mapeos micro-Raman superficiales alrededor de micro-poros generados por ablación láser y medidas de la línea característica del Silicio bajo presión hidrostática. Cabe mencionar que en ensayos de materiales a altas presiones, una pequeña porción de silicio suele ser utilizado como testigo, mediante la posición de su línea característica, para estimar la presión hidrostática a la que se somete la muestra a estudiar. El estudio combinado teórico y experimental permite analizar los corrimientos y desdoblamientos del pico Raman y modelarlo según distintas deformaciones locales de la estructura.Referencias[1] V. Sverdlov, Strain-Induced Eects in Advanced MOSFETs, Springer-Verlag (2011) [2] Zhu, Y., Zhang, J., Li, H. Y., Tan, C. S., Xia, G. (2015). Study of Near-Surface Stresses in Silicon Around Through-Silicon Vias at Elevated Temperatures by Raman Spectroscopy and Simulations. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, 15(2), 142-148. doi:10.1109/tdmr.2015.2401035