Obtención de películas poli cristalinas de silicio-germanio por cristalización en fase sólida a baja temperatura

Resumo

En esta tesis se presentan los resultados obtenidos sobre la preparación de películas policristalinas de SiGe en procesos a baja temperatura, compatibles con la fabricación de transistores de película delgada sobre vidrios de baja temperatura de transformación. Las películas se depositaron en forma amorfa y se cristalizaron por cristalización en fase sólida. El depósito del material se realizó por LPVCD, utilizando Si2H6 y GeH4 como fuentes de Si y Ge, respectivamente. La velocidad de depósito, la composición de las películas y su fracción cristalina se analizaron en función de los parámetros del depósito. La composición de las películas y la temperatura de proceso determinan la estructura cristalina de las películas. Las peliculas amorfas con fracciones de Ge en el intervalo 0-0,42 se cristalizaron en vacío a temperaturas entre 525 y 600ºC. La cinética de cristalización se analizó por difracción de rayos X, espectroscopía Raman y reflectancia en el ultravioleta. Estas tres técnicas, así como la microscopía electrónica de transmisión, se utilizaron para analizar la morfología de las películas tras el proceso de cristalización. El tiempo necesario para completar la cristalización disminuye al aumentar la fracción de Ge de las películas y la temperatura de proceso. La dependencia de las velocidades de nucleación y crecimiento con la fracción de Ge se estudió para varias temperaturas de proceso. Las energías de activación de estos procesos y de la difusión se determinaron para varias fracciones de Ge. El lugar donde se produce la nucleación depende de la fracción de Ge de las películas y de la temperatura de proceso. El tamaño de grano en el plano de las películas disminuye al aumentar la fracción de Ge de las mismas. La morfología final de las películas también varía con la fracción de Ge. Al aumentar su fracción de Ge las películas pasan de la orientación (111) a la de un polic