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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3298| Fabricación y caracterización de uniones p-n usando películas delgadas de SnOx para electrónica flexible Fabrication and characterization of p-n junctions using SnOx thin films for flexible electronics | |
| Angélica María Garzón Fontecha | |
| Wencel José de la Cruz Hernández | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| óxido de estaño, electrónica flexible, películas delgadas, presión parcial relativa de oxígeno, uniones p-n Tin oxide, flexible electronics, thin films, oxygen partial pressure, p-n junctions | |
| El óxido de estaño (SnOx) se ha utilizado en la fabricación de dispositivos transparentes y flexibles como sensores y transistores debido a sus propiedades ópticas y electrónicas. En las películas delgadas de SnOx, al variar la presión parcial relativa de oxígeno (ppO2) y la presión de trabajo, el tipo de portadores mayoritarios puede cambiar de tipo huecos a tipo electrones. En este trabajo, se obtienen películas delgadas de SnOx por pulverización catódica con magnetrón DC variando la ppO2 de 4.8 a 18.5 %, la presión de trabajo entre 1.8 y 2.5 mTorr y usando una potencia de 30 W. Las películas delgadas de SnOx son sometidas a un tratamiento térmico de 180 °C durante 30 min para asegurar la formación completa de la fase SnO. Se muestra la caracterización de las películas delgadas de SnOx por XRD, XPS, UV-vis y efecto Hall. Después del tratamiento térmico a 180 °C, las películas presentan una estructura tetragonal con trazas de Sn. Estas trazas de Sn0 disminuyen a medida que aumenta la ppO2; sin embargo, no desaparecen por completo. Las trazas restantes de Sn0 causan un estado aceptor en las películas delgadas de SnOx, lo que mejora el valor de la movilidad de sus portadores mayoritarios y la transmitancia de las películas tipo p. Se obtienen las películas delgadas de SnOx tipo p cuando se crecen en un intervalo de ppO2 de 4.8 % a 9.5 %. Los resultados de XPS demuestran que la película delgada depositada a ppO2 de 8.0 %, tiene un contenido de Sn2+ del 77 %, y después del tratamiento disminuye al 47 %. Para las películas delgadas de SnOx a ppO2 de 18.5 %, el contenido de Sn2+ disminuye ligeramente del 55 % al 53 %, después del tratamiento térmico. Las películas delgadas depositadas a ppO2 de 18.5 % experimentan menos oxidación después del recocido, mostrando un comportamiento de tipo n. La estequiometría de las películas delgadas de SnOx, obtenida por XPS, es SnO1.2 tanto para las muestras tipo p como las muestras tipo n. Utilizando las condiciones para obtener películas delgadas de SnOx con comportamiento tipo n y tipo p, se fabrica una unión p-n transparente por fotolitografía entre la película delgada depositada a una ppO2 de 8.0 % (tipo p) y la depositada en una ppO2 de 18.5 % (tipo n) sobre un sustrato de vidrio y otra sobre un sustrato flexible (poli-imida). Los diodos fabricados de SnOx exhiben características rectificadoras I–V, y para el caso del sustrato de poli-imida se obtiene un voltaje de encendido de 2.24 V, utilizando como contactos ... Tin oxide (SnOx) has been widely used to fabricate transparent and flexible devices because of its optical and electronic properties. Also, it is well known that by varying the relative oxygen partial pressure (ppO2) and the working pressure, the carrier type of the SnOx thin films can change from p-type to ntype. In this work, a method to obtain SnOx thin films by DC magnetron sputtering at room temperature is developed. The carrier type of the SnOx thin films changes from p-type to n-type by increasing the relative oxygen partial pressure (ppO2) from 4.8 to 18.5 % and varying the working pressure between 1.8 and 2.5 mTorr. SnOx thin films are annealed at 180 °C for 30 min in air to improve their crystalline structure. The SnOx films display a tetragonal structure with Sn traces. These Sn traces decrease as the ppO2 increase; however, they do not disappear completely. These remaining traces of Sn are promoting an acceptor state in the SnOx thin film, which enhances p-type mobility value and transmittance in the SnOx films. XPS results confirm that the SnOx thin film is deposited at ppO2 of 8.0 % had 77 % of Sn2+content, and by further annealing, it decreases to 47 %. At ppO2 of 18.5 % the Sn2+ content decreases from 55 % to 53% after annealing. XPS results show the stoichiometry of SnOx thin films is SnO1.2 for both p-type and n-type thin films. Using the conditions to obtain SnOx thin films with n-type and p-type behavior, a p-n diode is fabricated using p-SnOx thin film at a ppO2 of 8.0 % and n-SnOx at ppO2 of 18.5% on glass and polyimide substrates using lithography techniques. SnOx junctions on polyimide exhibit I–V rectifying characteristics with a turn-on voltage of 2.24 V using Cr and ITO contacts. The diode fabricated on a flexible substrate retained its rectifying behavior even when it is bended, making it attractive for the transparent and flexible electronics. | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Garzón Fontecha, A.M. 2020. Fabricación y caracterización de uniones p-n usando películas delgadas de SnOx para electrónica flexible. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 64 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| Tesis_Angelica_Garzon Fontecha_21_ago_20.pdf | Versión completa de la tesis | 2.78 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |