Implementación de sistema de crecimiento de películas delgadas por la técnica pulverización catódica, para el crecimiento y caracterización estructural de películas delgadas de In2O3 dopado con Sn y Cr

Abstract

En este trabajo se implementó un Sistema de Crecimiento de Películas Delgadas por la Técnica de Pulverización Catódica (Sputtering) por corriente directa (DC). Usando este sistema y a partir de un blanco de In0.90Sn0.05Cr0.05, películas policristalinas de In2O3 dopados con Estaño (Sn) y Cromo (Cr), fueron crecidas sobre sustratos de vidrio a temperatura ambiente, con una presión de trabajo ~1.0x10-1mbar y a diferentes tiempos de 3h, 6h, 8h y de crecimiento 9 horas. Posteriormente, todas las películas fueron tratadas térmicamente a 650°C en ambiente de aire, por un periodo de 2 horas, observándose una mejora muy significativa de su cristalinidad. Se realizaron medidas de Difracción de Rayos X a todas las películas; todas ellas mostraron la formación de la matriz de In2O3; sin embargo, se pudo observar la presencia de la fase de Cr2O3 en las películas más gruesas (8 y 9 horas), mientras que las fases de CrO2 fueron detectados en la película más delgada (3 horas). La película crecida por seis horas no mostró ninguna fase relacionado con el Cr. No se observó ninguna fase adicional relacionada con el Sn. Por Refinamiento de Rietveld se pudo determinar el tamaño de grano, parámetro de red y el estrés residual, siendo que la película crecida por seis horas tiene el menor parámetro de red, lo que es un indicativo del posible ingreso sustitucional del Sn y el Cr en las posiciones del In. Medidas de Microscopia Electrónica de Barrido muestra que el crecimiento de la película es columnar y además que tanto el In, Sn, Cr y oxígeno, se encuentran distribuidos de manera homogénea en la película.