Bistua: Revista de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad de Pamplona

Energías de cristalización de las capas de A-Sicx:H intrínsecas y dopadas con fósforo
Energies of crystallization of the layers of A-Sicx: H intrinsic and doped with phosphorus

Autores: K. Beleño 1, I.Torres 2, J. Baquero 1. O. Gualdrón 1
1IIDTA, Vicerrectoria de Investigaciones, Universidad de Pamplona E-mail: oscar.gualdron@unipamplona.edu.co
2Grupo de Investigación LOGOS, Departamento de EEST Facultad de Ingenierías y Arquitectura Universidad de Pamplona, E-mail: ivaldo.torres@unipamplona.edu.co

RESUMEN

En este trabajo se  estudian las energías de activación que ocasionan el cambio de estado amorfo a cristalino de las capas de carbono de silicio amorfo hidrogenado (a-SiCx:H)  intrínsico y dopadas con fósforo 300 nm de grosor después de un proceso de recocido a elevadas temperaturas (900ºC), con la extracción de los parámetros de tiempo de cristalización tc y tiempo de incubación to. Las capas de a-SiCx:H se depositaron con un equipo de Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) de platos paralelos a una temperatura de 400 ºC sobre un substrato de silicio cristalino tipo p de orientación cristalográfica <100>. La cristalización de las capas se realizó en equipo de difracción de rayos x con cámara de temperatura realizando medidas insitu de la muestra a medida que se aumentaba la temperatura a una rampa de 3 grados por minuto. La primera medida se realizó a temperatura ambiente y la segunda a 500 ºC para realizar el proceso de liberación de hidrógenos que está contenido dentro de la capa. Luego se aumentaba la temperatura y se hacían estaciones cada 100 ºC para realizar los respectivos difracto gramas y verificar que no había ocurrido cambios en la capa. Para el cálculo de las energías de activación de las capas y la extracción de los parámetros tc y to se ajusto mediante la teoría de Johnson-Mehl-Avrami. Ajustando previamente las curvas obtenidas en el equipo de difracción de rayos x con campanas de Gauss y obtener de las medidas experimentales la fase de cristalización de las capas. Siendo para las capas dopadas de fósforo el tiempo de cristalización más corto que en las capas intrínsecas, esto debido al efecto que ocasionan  las impurezas de fósforo en la capa que actúan como centros de recombinación y causan el efecto de formación de semillas cristalinas.

Palabras Clave: Difracción de rayos x (XDR), Fase, Tiempo de incubación (t0), Tiempo de cristalización (tc).

ABSTRACT

This work deals with the study of the energy activation caused in the change of state amorphous to crystalline of the layers of carbon hydrogenated amorphous silicon (a-SiCx:H) intrinsic and phosphorus-doped of 300nm-thick after a process annealing at high temperatures (900 ºC), with the extracting the parameters of time-crystallization and time-incubation.  Both intrinsic and phosphorus-doped a-SiCx:H layers were deposited using the technique of plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) at 400 ºC on a crystalline silicon substrate type-p of crystallographic orientation <100>.  The annealing process and in-situ measures was made using an equipment X-ray diffraction (XDR) increasing the temperature at a ramp of 3 degrees/minute, with measurement from 27 to at 900 degrees-Celsius making a first step at 500 degrees Celsius to release the hydrogen within the a-SiCx:H layers.  After increasing the temperature and made stations every 100 degrees-Celsius was made measurement for verify the change of state in the layer.   To calculate the activation-energies of the layers and the extraction of the parameters was adjusted the curves obtained in the X-ray equipment with Gauss-Model and the theory of Johnson-Mehl-Avrami for obtain the phase of crystallization. As for the phosphorus-doped layer the crystallization time more short that in the intrinsic layer, due to this effect caused by impurities in the layer of phosphorous that act as centres of recombination and causing the effect of formation of seeds crystalline.

Keywords: X-ray diffraction (XDR), Phase, incubation time (t0), Time crystallization (tc).

* Para citar este articulo: Beleño K., Torres I., Baquero J., Gualdrón O.Energías De Cristalización De Las Capas De A-Sicx:H Intrínsecas Y Dopadas Con Fósforo. .Bistua 2010;8(2):-

+Autor para el envio de correspondencia y la solicitud de separatas: Grupo de Investigación LOGOS, Departamento de EEST Facultad de Ingenierías y Arquitectura Universidad de Pamplona

E-mail: ivaldo.torres@unipamplona.edu.co