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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/105| Dopaje de Calcogenuros Utilizando la Técnica de Depósito por Laser Pulsado (PLD) | |
| FRANCISCO RAFAEL BERRELLEZ REYES | |
| EDUARDO MARTINEZ GUERRA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Entre las nuevas líneas de investigación en el campo de la electrónica, la
miniaturización y flexibilidad de los dispositivos son las que encabezan las listas de
resultados, esto es gracias a la introducción de nuevos materiales que facilitan el
desarrollo de los mismos. Entre los materiales que se han venido estudiando
encontramos a los semiconductores, que desempeñan un papel importante en la parte
activa de los dispositivos. El silicio, hoy en día, sigue siendo uno de los mejores
semiconductores utilizados, pero la nueva demanda en dispositivos electrónicos está
dejando de lado a este material. Es por ésta razón que en la búsqueda de nuevas
propiedades aparecen los semiconductores compuestos, los cuales contienen
elementos de distintos grupos (III-V y II-VI). En este trabajo se utiliza el sulfuro de
cadmio (CdS) como semiconductor compuesto, perteneciente a la familia de los
calcogenuros, el cual es ampliamente utilizado para la fabricación de dispositivos
flexibles electrónicos. Se estudiarán las propiedades producidas al incorporar distintas
concentraciones de materiales dopantes; en este caso el sulfuro de indio (In2S3) y el
sulfuro de cobre (CuS) serán los que doparan al CdS. Se pretende incorporar al sulfuro
de cadmio, conocido como material tipo N, con distintas concentraciones de In2S3 y
CuS para convertir al semiconductor a tipo N+ y tipo P respectivamente. Además para
evaluar la funcionalidad en un dispositivo se construirán transistores TFT (thin films
transistors) sobre las películas delgadas utilizando método de Shadow mask y Lift-Off.
Existen distintos métodos de crecimiento y dopaje de la película necesaria para
la fabricación de los transistores, en este trabajo se utilizó la técnica de depósito por
láser pulsado PLD (pulsed laser deposition). Esta es una técnica que controla la
estequiometria y uniformidad de las películas. Es además una técnica poco
implementada debido al costo del equipo pero con resultados altamente reproducibles.
Otra de las ventajas de implementar esta técnica es que debido a las características del
equipo se producen películas compuestas in-situ, descartando así contaminación al
momento de crear multicapas en la película. La primera parte del experimento consistió
en realizar los depósitos de las películas en un sistema ternario CdS-In2S3-CuS, a
través de la técnica PLD-CCS (continuous composition spread) la cual deposita
homogéneamente los materiales en la película. Con este tipo de depósito podemos analizar la composición del depósito a distintas concentraciones, de manera gradual, de cada uno de los materiales dopantes. Después los depósitos se individualizaron para obtener resultados más específicos pero únicamente con impurezas de In2S3 sobre la película de CdS, debido a los resultados obtenidos en la primera parte del experimento. Los resultados de las películas fueron obtenidos utilizando las técnicas de espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS), difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido y pruebas eléctricas. The new research lines in electronics field have had a huge impact in the development of new devices. Miniaturization and flexibility of electronics components and elements are highly important qualities; Due to the discovery of new materials, production of electronics components is cheaper and easier. Among the electronics materials, semiconductors are the foundation of modern electronics; therefore there are always an interest on research to get materials with better performance and lower production cost. Silicon, today, remains as one of the best semiconductor material used, but the demand on electronic devices is bypassing the material, this is the reason for which in the search for new properties, as flexibility and lower production cost the compound semiconductor appear, such materials contain elements of different groups (III-V and II-VI) in the periodic table. In this investigation work, we present results on our research with cadmium sulfide (CdS) used as a compound semiconductor which is a member of the family of chalcogenides and it is widely used for making flexible electronic devices. Were also studied the properties changes that are produced by incorporating different concentrations of materials as a dopant, indium sulfide (In2S3) and copper sulfide (CuS), were used as dopants in CdS. The main idea on this work is to dope cadmium sulfide, an N-type material, with different concentrations of In2S3 and CuS, changing the semiconductor to N+ type and p-type respectively. Additionally to evaluate the functionality in TFT transistors (thin film transistors) made with the new materials produced using the shadow mask and Lift-Off techniques. Different methods for films growth and doping exists, in this work we used the PLD technique (pulsed laser deposition); which is a technique that gives the possibility to control the stoichiometry and uniformity of the films growth. It is also a technique little used due to the high cost of the equipment, but with the advantage of reproducible results. A further advantage of this technique is that due to the equipment characteristics can produce films in-situ, thereby avoiding contamination when we are creating multilayer films. The first part of the experiment was to make films deposits in a ternary system CdS-In2S3-CuS through PLD-CCS technique (continuous composition spread) where the material is homogeneously deposited on the substrate. With this kind of deposit it is possible to analyze the composition of the deposit at different concentrations. Then, the deposits were individualized for specific studies, only CdS doped with In2S3 films were made due to the results obtained in the first part of the experiment. The characterization of the films was obtained using X-ray photoelectron spectroscopy technique (XPS), X-ray diffraction, scanning electron microscopy and electrical testing. | |
| 2012-10 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Ciencia de Materiales |
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