Estudio de ZnTe dopado in-situ con Cu2Te, obtenido por el método de deposición por láser pulsado

Abstract

Tesis de maestría en nanotecnología. Se realizaron experimentos con presión de depósito en películas delgadas de Teluro de Zinc (ZnTe) de tipo "n" a la cual se le añadieron impurezas de cobre por medio de la técnica de co-depósito utilizando un blanco de Teluro de Cobre (𝐶𝑢2𝑇𝑒) a 3 distintas concentraciones utilizando la técnica de Depósito por láser pulsado (PLD). Se variaron presiones y se experimentaron con dos diferentes que arrojaban resultados en la disminución del valor de la resistividad de la película; 50 mTorr y 80 mTorr; la presión se controló por medio del uso del gas inerte Argón (Ar). Se realizaron experimentos de temperatura de depósito variando desde temperatura ambiente hasta los 90°C. El depósito del material se llevó acabo por medio de la técnica de co-depósito en la cual se realiza la ablación de cada blanco con su respectivo material. Posterior a la obtención del material se realizaron experimentos de tratamiento térmico en el cual se sometieron a temperaturas de 300°C en ambiente controlado de Nitrógeno (𝑁2) por 20 minutos, con el objetivo de promover la difusión del material dopante. Se utilizaron diferentes sustratos dependiendo de la caracterización que se les realizó, entre ellas se encuentran vidrio porta muestras, Silicio (Si) altamente dopado, Indium Tin Oxide (ITO). Se realizaron pruebas eléctricas por medio del equipo de medición de Efecto Hall. Una vez teniendo las muestras con las características semiconductoras buscadas se realizó caracterización de las muestras por medio de mediciones de transmisión óptica para obtener su energía de banda prohibida, también se caracterizó la estructura cristalina por medio de Difracción de Rayos-X, la composición química por medio de Espectroscopia Raman, se realizaron mediciones de microscopia electrónica de barrido para controlar y relacionar el espesor con el número de disparos y permanecer constante en cuanto a crecimiento de película. La energía de banda prohibida por las altas temperaturas y por su tipo se obtuvo a 3.2 eV, al cual al añadir impurezas de cobre en tres distintas concentraciones, el 2 valor de la banda prohibida disminuyo hasta 2.6eV, teniendo un material tipo "p" y adecuado para su aplicación en dispositivos. Se calculó la cantidad atómica del cobre como impureza y resulto ser de menos de 1%at, se está realizando un dopaje mínimo y sin embargo las concentraciones de portadores disminuyen notablemente según las concentraciones. Se encontró una fase poco intensa de 𝐶𝑢2𝑇𝑒 en la muestra por medio de Difracción de Rayos-X. Se fabricaron transistores de película delgada (Thin-Film Transistors) por dos métodos; Máscara oscura (Shadow Mask) y Fotolitografía; Se fabricaron con una estructura en la cual los contactos de Fuente-Drenaje se encontraban por encima y el contacto de compuerta por la parte de abajo. Se realizaron mediciones de los transistores de Voltaje de Compuerta contra Corriente de Drenaje para observar el cambio de conductividad en el canal formado entre contactos Fuente-Drenaje. El material ZnTe permaneció metálico y se encontró que con las propiedades encontradas no es funcional para la fabricación de transistores.