Efecto de la arquitectura de películas de ZnO vía baño químico en transistores de efecto de campo

Abstract

El estudio de las propiedades físicas, químicas y las aplicaciones de los semiconductores en forma de película delgada representan una de las revoluciones científico-tecnológicas de mayor impacto sobre nuestra sociedad, debido a la gran utilización de estos materiales en dispositivos fotovoltaicos, fotoconductores y fotodetectores. Dependiendo de varios factores tales como la temperatura, el campo eléctrico y el campo magnético un semiconductor se puede comportar como conductor o aislante. El óxido de zinc (ZnO) es uno de los materiales semiconductores más interesantes desde el punto de vista tecnológico para el desarrollo de dispositivos electrónicos, tales como: celdas solares, sensores químicos, transductores piezoeléctricos, electrodos transparentes, foto-catalizadores, dispositivos electroluminiscentes, diodos láser ultravioleta y transistores de efecto de campo. Las películas delgadas de ZnO han sido estudiadas como un material de canal activo en transistores de película delgada porque presentan las características de un material semiconductor tipo n y una excelente estabilidad térmica, además puede tener una buena orientación cristalina en substratos de diferente composición química. Dada las características de este material y su potencial aplicación como capa activa en transistores de efecto de campo, en éste trabajo se presenta un estudio sistemático que contempla el procesamiento de películas mono y multicapa de ZnO y su aplicación en el desarrollo y fabricación de transistores de efecto de campo. Para ello se utilizó el método de baño químico el cual, por medio de compuestos químicos y controlando la temperatura y tiempo de dicho tratamiento, se formaron las películas multicapa de ZnO haciendo varios depósitos por este método en substratos de vidrio y en silicio que posteriormente se procesaran y caracterizaran hasta obtener películas con 1, 2, 3, 4 y 5 capas en donde se estudiaran y analizaran las propiedades resultantes. De acuerdo a los resultados obtenidos, es posible procesar películas mono y multicapa de ZnO por baño químico. Las películas presentan las siguientes características como una adhesión confiable al sustrato de vidrio y al silicio, un ancho de banda prohibida correspondiente al óxido de zinc de un 3.35 eV, muestran una buena transmitancia de hasta el 70% lo que sugiere al material para realizar dispositivos optoelectrónicos, que en conjunto de dichas características las hacen aptas para su aplicación en la fabricación de transistores. Por lo tanto, se emplearon en la fabricación de transistores y fueron caracterizadas con el propósito de determinar su desempeño y comportamiento eléctrico. Los resultados de la caracterización de los transistores fabricados muestran curvas de I-V característica de este tipo de dispositivos siendo la película con 4 capas de ZnO la que mostro mejores resultados como material activo.