Estudio del comportamiento eléctrico de TFTs basados en películas delgadas de sulfuro de cadmio fabricadas por CBD y contaminadas con plata

Abstract

Tesis de maestría en nanotecnología. En este trabajo de investigación se estudió la aplicación del CdS para la fabricación de transistores de película delgada (TFT) y los efectos de la contaminación con plata (Ag) sobre el funcionamiento de los dispositivos. Las películas de Sulfuro de Cadmio (CdS) utilizadas como canal en los dispositivos se depositaron mediante Depósito por Baño Químico (CBD) usando Glicina como acomplejante. Se eligió esta técnica de fabricación debido a que no requiere equipo muy costoso y la realización de los procesos involucrados son muy sencillos, necesitando solamente la infraestructura de un laboratorio de química básica. Mediante esta técnica es posible obtener películas delgadas de Sulfuro de Cadmio de buena calidad con temperaturas de depósito bajas, en un corto tiempo, con la posibilidad de realizar el proceso a diferentes escalas de fabricación y con una calidad que permita mantener las características buscadas. Para el proceso de contaminación se utilizó el método de intercambio iónico con una solución electrolítica a base de Nitrato de Plata (AgNO3), que al igual que el CBD, es una técnica muy sencilla que no requiere de ningún equipo especializado. Se fabricaron transistores de efecto de campo utilizando una estructura pseudoMOSFET utilizando el CdS como canal. El ancho de canal utilizado fue de 40μm utilizando Óxido de Hafnio (HfO2) y Dióxido de Silicio (SiO2) como dieléctricos de compuerta. Los dispositivos presentaron corrientes de drenaje de valores en el rango de 10-7 y 10-6 A, presentaron movilidades de hasta 1.279 cm2/V s, tasas de encendido y apagado de hasta 104 y los voltajes de umbral presentaron valores de aproximadamente 5V. Debido a los voltajes de umbral obtenidos estos dispositivos se pueden aplicar a circuitos lógicos debido a que el valor de dichos voltajes es muy cercano o igual a valores comerciales en dispositivos CMOS. Además, las propiedades ópticas de una de las series de transistores fabricados presentan cambios en su comportamiento en presencia de luz por lo que pueden ser aplicados en dispositivos optoelectrónicos.