SÍNTESIS DE COMPUESTOS DE BORO, CARBONO, NITRÓGENO Y SILICIO

Autor: BARBADILLO PÉREZ DE AYALA LUCÍA
Año: 2001
Universidad: AUTONOMA DE MADRID
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS
Centro de lectura: CIENCIAS
Director: PIQUERAS PIQUERAS JUAN
Tribunal: SANZ MARTÍNEZ JOSÉ M. , GARCÍA ROJA RAFAEL , GONZÁLEZ DÍAZ GERMÁN , JIMÉNEZ LÓPEZ JUAN , ELIZALDE PÉREZ-GRUESO EDUARDO
Resumen de la tesis

Este trabajo se centra en la búsqueda de técnicas alternativas para la síntesis de compuestos como el nitruro de carbono y el nitruro de boro, de gran interés debido a sus propiedades físicas y/o electrónicas, pero en cuya obtención se han encontrado dificultades tecnológicas. Se busca también la obtención de ternarios, como el nitrocarburo de silicio y el nitrocarburo de boro, en los que la inclusión de un tercer elementos facilita la síntesis y estabiliza las soluciones. Se han llevado a cabo ensayos de deposición química en fase vapor asistida por plasma de resonancia ciclotrón de electrones (ECR-PECVD) de películas de nitrocarburo de silicio empleando como precursores silano, metano y nitrógeno, y argón como diluyente para la estabilización de los plasmas. Los depósitos obtenidos resultaron estar compuestos mayoritariamente de nitruro de silicio subestequiométrico con enlaces puente formados por grupos imino y nitrilo. Se ensayaron también depósitos empleando la misma técnica con metano, nitrógeno y neón, y se obtuvieron capas de CNx amorfas y en las que el exceso de carbono tendía a acumularese en inclusiones grafíticas. Otra técnica experimentada es la implantación iónica. En una primera fase se implantó nitrógeno y carbono, formándose una capa enterrada de nitrógeno e inclusiones de carburo que se acumulaban a los lados de ésta. Si bien en este caso no se obtuvo la formación de compuestos tipos SiCN los resultados son aplicables a la formación de estructuras "silicon-on-insulator" (SOI), como sustratos "compliant", o como capas "buffer" para el crecimiento epitaxial de compuestos con un parámetro de red menor al del silicio. Por último, se ha experimentado con la implantación de nitrógeno, carbono y boro en silicio. En estas muestras se han detectado incluisones de nitruro de boro e indicios que sugieren la posible formación de ternarios. Además las muestras han resultado ser luminiscentes, lo que permitiría su aplicación en dispositivos optoelectrónicos. La caracterización de las películas obtenidas se ha llevado a cabo fundamentalmente mediante espectroscopía de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), elipsometría espectroscópica (SE) y difracción de rayos X (XRD). En algunos casos estos resultados se han complementado con medidas de espectroscopía de masas de iones secundarios (SIMS), resistencia distribuida, cátodo-luminiscencia (CL), microscopía electrónica de transmisión (TEM) y difracción de electrones en área seleccionada (SAED). Asimismo, los plasmas empleados en los depósitos de ECR-PECVD se caracterizaron a partir de los espectros de emisión óptica (OES). Todos estos resultados confirman las posibilidades de las técnicas ensayadas para la obtención de los compuestos buscados, a pesar de que para encontrar las condiciones experimentales óptimas se requieran aún nuevos esfuerzos.
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