Fabricación y caracterización óptica, estructural y eléctrica de películas delgadas HF02 depositadas por la técnica de roció piroletico ultrasónico

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se depositan películas delgadas de HfO2 sobre obleas de silicio cristalino, con la técnica de rocío pirolítico ultrasónico, usando como material fuente el acetilacetonato de hafnio Hf(acac), sin tratamientos térmicos posteriores. Los depósitos se hicieron variando la temperatura desde 400 °C hasta 550 °C en pasos de 50 °C, y en tres condiciones distintas, la primera serie se hizo con el Hf(acac), la segunda se le adicionó Trimetil Silil Azida al Hf(acac) y en la tercera se le agregó vapor de agua deionizada al Hf (acac). La caracterización de las películas se hizo cubriendo tres aspectos: óptico, estructural y eléctrico. Óptica 1. Elipsometría 2. Espectroscopia infrarroja Estructural 1. Microscopia de fuerza atómica, (MFA) 2. Microscopia electrónica de barrido, (MEB) 3. Espectroscopia de dispersión de rayos-X 4. Difracción de rayos-X Eléctrica 1. Mediciones de corriente contra voltaje 2. Mediciones de capacitancia contra voltaje Se encontró que estas películas tienen propiedades cercanas, e incluso mejores, que las hechas con otras técnicas más sofisticadas como ALD, CVD, Sputtering entre otras. Las películas con las mejores características ópticas, eléctricas y estructurales son las que se hicieron con vapor de agua deionizada. Las películas a las que se les agregó Trimetil Silil Azida, tienen constante dieléctrica cercana a 14 y rugosidad RMS de 9 Ǻ. De las películas hechas con la condición anterior, las que se depositaron a la temperatura de 450 °C tienen las mejores características. En cuanto a las que se hicieron con la asistencia de vapor de agua deionizada son las que presentan las mejores propiedades, respecto de las otras dos condiciones con las que se depositaron estas películas.

ABSTRACT: In this work thin films of HfO2 are deposited on crystalline silicon capsules, with the technique of ultrasonic pirolítico dew, using like material source the acetilacetonato of hafnium Hf(Acac), without later heat treatments. The deposits were done varying the temperature from 400 °C to 550 °C in 50 passages of °C, and in three different conditions, the first series took control of the Hf(Acac), second Trimetil Silil Azida to the Hf(Acac) was added to him and in third steam of water was added to him deionizada to the Hf(Acac). The characterization of the films was done covering three aspects: optician, structural and electrical. Optics 1. Ellipsometry 2. Infrared spectroscopy Structural 1. Microscopy of atomic force, (MFA) 2. Electronic microscopy of sweeping, (MEB) 3. Spectroscopy of ray-x dispersion 4. Ray-x diffraction Electrical 1. Measurements of current against voltage 2. Measurements of capacitance against voltage One was that these films have near properties, and even better, than the done ones with other more sophisticated techniques like ALD, CVD, Sputtering among others. The films with the best optical, electrical and structural characteristics are those that took control of deionizada water steam. The films to which Trimetil Silil Azida was added to them, have dielectric constant near 14 and rugosidad RMS of 9 Ǻ. Of the films done with the previous condition, those that were deposited to the 450 temperature of °C has the best characteristics. As far as that they took control of deionizada the water steam attendance they are those that they present/display the best properties, respect to the other two conditions with which these films were deposited.