Estudo De Filmes Finos De Dlc Com Diferentes Dopantes Para Aplicação Em Sensores Piezoresistivos - Leal, Gabriela [UNIFESP] (2017)
Este trabalho contempla o estudo de filmes finos de de carbono tipo diamante (DLC – Diamond Like Carbon) com diferentes dopantes para aplicação em sensores piezoresistivos. Para isso, foi realizado um estudo sistemático dos filmes finos de DLC depositados sobre substrato de silício pela técnica de dual magnetron sputtering com e sem a adição de metais (Sn, W, Ag, Al e Ti) em diferentes concentrações e com variação das fontes de potência (DC e HiPIMS), além da deposição de filmes de DLC contendo nitrogênio (N-DLC) com sputtering reativo. Análises químicas e físicas dos filmes depositados foram realizadas a fim de se determinar as melhores condições para produzí-los com propriedades adequadas para aplicação em sensores piezoresistivos. Com os resultados obtidos foi possível identificar um conjunto de amostras com as propriedades desejadas, ou seja, as amostras depositadas com fonte DC aplicada aos alvos de estanho, tungstênio e titânio com potência de 15 e 30W. Foram produzidos piezoresistores com diferentes layouts com essas amostras mais promissoras, para realização da análise piezoresistiva pelo método da viga. Devido as instabilidades nos resultados, foram realizados também testes piezoresistivos utilizando um sistema de caracterização a partir dos filmes finos, onde foi possível verificar que a amostra W-DLC depositada com 15W no alvo de tungstênio apresentou o melhor resultado, devido a variação da resistência com o aumento da força ocorrer de forma linear. Foram realizados também estudos do efeito da tensão nos piezoresistores desenvolvidos utilizando a simulação por software com o método da viga e a simulação e decisão pelo layout do sensor, com a escolha do diafragma quadrado e a configuração de ponte completa. Foram realizadas etapas de estudo da microfabricação de sensores piezoresistivos baseado no layout escolhido. Adicionalmente, foi desenvolvido e montado um sistema para a caracterização de piezoresistores utilizando a configuração de ¼ de ponte de Wheatstone. O mesmo equipamento possui a possibilidade de caracterização do sensor piezoresistivo, considerando a configuração de ponte completa.