Fets con películas delgadas de Cds y contactos metálicos obtenidos mediante un sistema litográfico sin máscaras

Abstract

Hoy en día, resulta difícil y para algunas personas, casi imposible, imaginar un mundo sin computadoras, sin celulares, sin televisiones o sin muchos otros aparatos electrónicos, sin embargo, hace 50 años, el mundo era así. La actualidad es muy diferente, en estos tiempos, una gran parte de la población somos dependientes a muchos dispositivos donde la electrónica está presente, o simplemente donde las máquinas que los fabricaron son electrónicas. Esta revolución tecnológica ha llevado a buscar materiales para hacer dispositivos cada vez más pequeños, más rápidos y más económicos. Hasta hoy, el silicio ha sido el material más usado para dispositivos electrónicos, sin embargo, se está llegando al límite en cuanto al tamaño de los dispositivos, además, el costo de fabricación también ha aumentado en gran medida. Debido a lo anterior, desde hace varios años se están desarrollando materiales alternativos al silicio. Aunque el silicio es un elemento semiconductor, algunos materiales que pueden ser alternativos a éste, son compuestos que también presentan el comportamiento semiconductor, como por ejemplo algunos calcogenuros, entre los que se encuentra el sulfuro de cadmio (CdS). En la actualidad existen diversos métodos para el crecimiento de películas de calcogenuros metálicos. En este trabajo, se emplea el depósito de películas delgadas de CdS para fabricar transistores de efecto de campo mediante deposición por baño químico, ya que es uno de los más económicos, y el equipo utilizado también suele ser de muy bajo costo. La síntesis de películas de CdS con esta técnica se ha llevado a cabo usualmente mediante el empleo de soluciones de amoniaco como agente complejante o nivelante de pH [1], el cual es altamente volátil, tóxico y peligroso para la salud y el medio ambiente. La volatilidad del amoniaco hace que el pH de la solución en el baño químico cambie produciendo películas con propiedades irreproducibles. Por esta razón presentamos una propuesta novedosa usando una formulación libre de amonio y glicina como complejante. Para fabricar dispositivos electrónicos, además del depósito de películas delgadas, es necesario implementar un sistema de litografía, para delimitar ciertas áreas de las películas y en nuestro caso, depositar contactos metálicos sobre la película. El sistema litográfico que se implementó, es un sistema novedoso, que usa la interferencia de haces adifraccionales generados a partir de una pantalla difractora. Con esto podemos prescindir del uso de máscaras en el proceso litográfico. De manera que este trabajo de tesis es resultado de tres disciplinas; en primer lugar tenemos el procesamiento de materiales calcogenuros (síntesis de películas delgadas inorgánicas), luego el análisis y desarrollo de sistemas ópticos difractivos para obtener patrones periódicos metálicos que operarán como contactos (óptica física) y el análisis en el desempeño eléctrico de las películas delgadas semiconductoras en un dispositivo (física de semiconductores).