Lisura e aspereza nem sempre são tão fáceis de se detectar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/06/2005

Saber se um objeto é liso ou rugoso parece ser algo inteiramente intuitivo: passe a mão sobre ele e você terá a sua própria sensação. Mas a coisa não é tão simples assim quanto se trata de superfícies cujas saliências devem ser controladas em nanoescala. Saliências de dimensões equivalentes a alguns poucos átomos podem fazer a diferença entre um circuito de altíssima eficiência e outro que simplesmente não funciona.

É assim na indústria de semicondutores: as dimensões de cada transistor se encolhem cada vez mais, já rompendo o limite dos 50 nanômetros de tamanho - a metade da dimensão geralmente aceita como a fronteira da nanotecnologia, que é de 100 nanômetros. Nesta situação, saber se um determinado circuito está "liso" o suficiente - isto é, se todos os componentes possuem tamanhos homogêneos - se transforma em uma tarefa desafiadora.

Para resolver esse problema, cientistas da organização SEMATECH e do Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia dos Estados Unidos, trabalhando conjuntamente, conseguiram criar um novo método de análise de rugosidade que é muito mais preciso do que qualquer outro método de já existente.

Quando os componentes eletrônicos, como os transistores, são criados com dimensões de 50 nanômetros ou menos, faz uma grande diferença se suas extremidades são onduladas ou se elas possuem cantos vivos. Os problemas vão desde a perda de corrente elétrica até a total incapacidade do componente em se desligar e religar com o mesmo nível de tensão.

E os resultados da pesquisa já deverão dar lucros para a indústria de semicondutores: a pesquisa mostrou que os métodos atuais exageram a rugosidade dos componentes em até 40 por cento.

"Neste tipo de medição," explica o cientista John Villarrubia, "além da aspereza real, há também uma falsa aspereza causada pelos ruídos da própria medição. Nosso método inclui uma correção para remover erros sistemáticos introduzidos pela medição."

Erros aleatórios fazem com que os valores medidos apresentem-se ora acima, ora abaixo, do valor real, podendo ser minimizados pela simples repetição da medição, adotando-se um resultado médio. Mas os erros sistemáticos são consistentemente superiores ou inferiores ao valor real, devido a algum tipo de ineficiência na própria medição.

A ineficiência, neste caso, é introduzida pelo ruído captado pelo microscópio eletrônico de varredura (SEM), o instrumento que é utilizado nesse tipo de medição.

O novo método conseguiu aprimorar a precisão das leituras sem a necessidade de se alterar o equipamento. O ruído é inteiramente suprimido pelo software que controla a captura das imagens pelo microscópio.