Fabricación de dispositivos flexibles MOS a base de ZrO2

Abstract

"El desarrollo de dispositivos electrónicos, que son importantes debido a sus múltiples aplicaciones, ha avanzado a lo largo de los años; los objetivos actuales son reducir su tamaño y costo. En la actualidad, surge una nueva necesidad, que es desarrollar dispositivos con la particularidad de que sean flexibles y, por lo tanto, funcionales para algunas aplicaciones que así lo demandan, con lo que se reduce su costo y aumenta su rendimiento. En este trabajo, se llevó a cabo la fabricación y caracterización de capacitores flexibles MOS (metal-óxido-semiconductor). Se utilizó ZrO2 como óxido. Las películas delgadas de este material se depositaron por spin coating, mediante la ruta química sol-gel, sobre cintas metálicas flexibles de aleación de Ni-Mo-Cr (Hastelloy C-276®), las cuales fueron utilizadas como sustratos. Para esto se preparó una solución 0.1 M disolviendo Cl4Zr (tetracloruro de zirconio) en C3H8O (isopropanol) con agitación y se llevó a un baño de agua fría (10 °C) por dos horas, después se dejó envejecer por 24 horas a 18 °C. El semiconductor utilizado fue silicio tipo p y se creció por sputtering. La caracterización estructural para ambas muestras (ZrO2/Hastelloy y Si-p/ZrO2/Hastelloy) se realizó mediante espectroscopia Raman, difracción de rayos X, elipsometría espectroscópica, microscopia electrónica de barrido y análisis elemental con EDS. El comportamiento capacitivo se verificó mediante mediciones eléctricas para determinar la impedancia compleja de los dispositivos como una función de la frecuencia."

"The development of electronic devices, which are important due to their multiple applications, has been advancing over the years; the current objectives are to reduce their size and cost. Actually, a new need appears, which is to develop devices with the particularity that they are flexible and, therefore, functional for some applications that demand it, reducing their cost and increasing their performance. In this work, the fabrication and characterization of flexible MOS (metal-oxidesemiconductor) capacitors were carried out. ZrO2 was used as oxide. Thin layers of this material were deposited by spin coating, by the sol-gel chemical route, on flexible metallic tapes of Ni-Mo-Cr alloy (Hastelloy C-276®), which were used as substrates. A 0.1 M solution was prepared dissolving Cl4Zr (Zirconium tetrachloride) in C3H8O (isopropanol) with stirring and bathed in iced water (10 °C) for 2 h and aged at 18 °C for 24 h. The semiconductor used was type p silicon and was grown by sputtering. The structural characterization for both samples (ZrO2/Hastelloy and Si-p/ZrO2/Hastelloy) was performed by Raman spectroscopy, x-ray diffraction, spectroscopic Ellipsometry, scanning electron microscopy and elemental analysis with Energy Dispersive Spectrometer. The capacitive behavior was verified by electrical measurements to determine the complex impedance of the devices as a function of frequency."