Caracterización electrónica de óxidos semiconductores dependiente de la temperatura: implementación experimental y análisis físico

Abstract

Se implemento y automatizo un sistema de efecto Hall para medir las propiedades eléctricas tales como, resistividad, movilidad, densidad y tipo de portador de carga en películas delgadas. Adicionalmente este sistema de medición fue implementado para realizar medidas en el rango de −190◦C hasta 350◦C, para temperaturas criogénicas se usó nitrógeno líquido, mientras que para altas temperaturas se utilizó un calefactor embebido en la plataforma de medida. Con el objetivo de evaluar el sistema implementado se crecieron películas delgadas de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO) por pulverización catódica. Para probar el sistema de medición en altas temperaturas se calentaron películas delgadas de AZO con diferentes condiciones, para encontrar una muestra estable en un amplio rango de temperaturas. Con el sistema implementado se calculó las energías de activación para una película delgada de carburo de silicio nitrogenado.

A Hall effect system was implemented and automated to measure electrical properties such as resistivity, mobility, carrier density, and type of charge carrier in thin films. Additionally, this measurements system was implemented to perform measurements in the range from -190°C to 350°C. For cryogenic temperatures, liquid nitrogen was used, while for high temperatures, a heater embedded in the measurement platform was used. In order to evaluated the implemented system, aluminium-doped zinc oxide (AZO) thin films were grown by sputtering. To test the measurement system at high temperatures, AZO thin films were heated under different conditions to find a stable sample over a wide temperature range. With the implemented system, activation energies were calculated for a thin film of nitrogenated silicion carbide SiC:N.