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Título
CONCEPÇÃO DE UM SPIN-COATTER PARA FORMAÇÃO DE FILMES FINOS

Aluno: Diego de Almeida Ortiz - PIBIC/UFPR-TN - Curso de Engenharia Elétrica (Eletron.,Eletrotec.,Telecom.) (MT) - Orientador: César Augusto Dartora - Departamento de Engenharia Elétrica - Área de conhecimento: 10000003 - Palavras-chave: spin coating; filmes finos; microeletrônica.

O spin coating é um método utilizado para depositar filmes finos (com espessura de dezenas a centenas de nanômetros) altamente uniformes em áreas relativamente grandes e com alto grau de reprodutibilidade. Essa técnica vem sendo utilizada com maior frequência nos últimos anos pois pode-se produzir filmes com a estrutura, espessura entre outras características desejadas apenas variando alguns parâmetros de fabricação como velocidade angular ou aceleração do substrato desenvolvendo assim um filme com melhor desempenho para a aplicação desejada. Nesse trabalho foi desenvolvido um sistema para controlar a velocidade angular para o motor pois o spin coater utilizado não apresentava esse domínio. O controlador foi construído na plataforma de prototipagem Arduíno, com sensores de rotação baseado na reflexão de luz infravermelha em barreiras acopladas ao eixo, denominado encoder, esse retornando a frequência angular do motor sendo em seguida impressa em um display LCD para análise. Para o controle de velocidade foi utilizado a modulação de pulso para controlar a tensão média sobre o motor para mantê-lo na velocidade angular definida no processo de fabricação do filme. O processo se inicia na aplicação de uma solução de um material com um solvente em um substrato horizontal que, logo após a deposição, acelera rapidamente até atingir a velocidade angular desejada e resulta na ejeção radial e evaporação da solução, solvente e filme devido as forças centrífugas. A força viscosa também influencia na espessura do filme devido sua oposição a força centrífuga criando uma resistência para ser repelida do substrato. Após a rotação, o processo de evaporação ajuda a reduzir a espessura do filme devido a transferência de massa do solvente para o ambiente restando somente o soluto. Pode-se utilizar diversos materiais para a deposição como inorgânicos, orgânicos e também mistura entre ambos. Como materiais orgânicos estão substituindo os inorgânicos atualmente e possuem grande utilidade em dispositivos microeletrônicos, utilizamos esses para a caracterização. Amostras depositadas aqui por spin coating foram caracterizadas através da Microscopia de Força Atômica (AFM), assim analisamos a rugosidade e a espessura do filme em função da velocidade angular. Por meio dessas analises, o teste de velocidade angular revelou que a espessura do varia linearmente em função da velocidade de rotação e que possui uma curva para cada concentração utilizada nos experimentos logo a espessura é diretamente proporcional a quantidade de soluto. A faixa de espessura aferida foi de 70nm a 250nm.