Disseny i realització d'un sistema de mesura de la distribució del potencial elèctric present en atacs electroquímics

Abstract

[ES] Debido a las altas sensibilidades alcanzadas, el silicio poroso nanoestructurado se utiliza en la actualidad en numerosas aplicaciones como sensores, biosensores y en el campo de la fotónica. Las capas de silicio poroso se obtienen a partir de ataques electroquímicos. Éstos son sensibles a numerosos parámetros, los cuales deben ser optimizados y controlados. Un punto crítico en la uniformidad de la superficie de la estructura porosa se basa en la correcta distribución del campo eléctrico presente durante el ataque. En este sentido, el objetivo de este proyecto se basa en la realización de un sistema de medida de la intensidad y distribución de dicho campo eléctrico. Para ello, el sistema contará de distintos convertidores corriente tensión, adaptadores de la amplitud de la señal obtenida, conversores A/D, y conexión a un ordenador. De este modo se pretende monitorizar en tiempo real la distribución del comentado campo eléctrico durante un proceso de ataque. Es un proyecto interesante, que requiere de ingenio por parte del alumno, con un diseño asequible y con aplicación inmediata.

[EN] Due to the high sensitivities achieved, porous silicon nanostructured is currently used in numerous applications as sensors, biosensors and in photonics systems. Porous silicon layers are obtained from electrochemical etching processes. These processes are sensitive to numerous parameters, which must be optimized and monitored. A critical point in the uniformity of the surface of the porous structure is based on the correct distribution of the electric field distribution during the etching process. In this sense, the objective of this project is based on the design and development of a system for measuring the intensity and distribution of the electric field. For that, the system will have different current to voltage converters, amplifiers, A/D converters, and connection to a personal computer. In this way, it is intended to analyze the commented electric field distribution during an etch process in real time. It is an interesting project, with an affordable design and with immediate application.

[CA] Degut a la seua alta sensibilitat, el silici nanoestructurat s’utilitza a l’actualitat en nombroses aplicacions com sensors, biosensors i al camp de la fotònica. Les capes de silici porós s’obtenen a partir d’atacs electroquímics. Aquests són sensibles a nombrosos paràmetres els quals han de ser optimitzats i controlats: la concentració de l’electròlit, la densitat de corrent, l’estructura i posició del càtode, o el dopat de l’oblea de silici. L’objectiu d’aquest projecte és la mesura de la distribució del camp elèctric sobre la superfície de l’oblea, per a poder caracteritzar i millorar la seua uniformitat i comprovar l’impacte que provoquen la resta dels paràmetres implicats a la fabricació. Per a aquesta tasca serà necessari l’ús d’un circuit mesurador de la distribució del camp elèctric, un circuit que adapte els senyals recollits per ser digitalitzats, un convertidor analògic/digital, connexió amb un ordinador, juntament amb el disseny d’una interfície d’usuari per al seu ús al laboratori, on s’exposaran les dades recollides. El dispositiu realitzat s’utilitzarà en la millora de la uniformitat de les capes de silici porós, pel que tindrà una aplicació real, incloent el disseny d’un circuit imprès compacte, i amb components de bona qualitat, per poder realitzar lectures amb la major precisió possible.