Diseño y construcción de una estructura óxidosemiconductor a base de β-InN y HfO2

Abstract

Se ha propuesto una estructura óxido-semiconductor utilizando dióxido de hafnio (HfO2) sobre capas ultradelgadas de nitruro de indio (InN). Con el objetivo de lograr aprovechar las remarcables propiedades del InN en capas delgadas, así como intentar influenciar sobre el depósito de HfO2 para fomentar la cristalización de alguna fase con mejores propiedades para una potencial aplicación en un dispositivo MOS. Para esto, el InN se creció en fase cúbica sobre una capa colchón, o buffer, de nitruro de galio (GaN) también en fase cúbica, utilizando la técnica de epitaxia por haces moleculares (MBE). La capa de HfO2 fue depositada por medio del método depósito por capas atómicas (ALD), para obtener un recubrimiento uniforme y conforme a la geometría de la superficie subyacente. Las propiedades estructurales y topográficas de la estructura fueron caracterizadas por medio de difracción de rayos X (XRD) y microscopía de fuerza atómica (AFM), donde se observaron algunos problemas con la capa ultradelgada de InN, tales como una considerable cantidad de defectos en la interfaz con la capa buffer, así como defectos superficiales y una alta rugosidad limitando su potencial como candidata para canal en un dispositivo MOS. La influencia de la capa de InN cúbica sobre el HfO2 se analizó por medio de figuras de polos, obtenidas por XRD, donde se apreciaron indicios de inclusiones cristalinas por parte del HfO2, aunque en capas más delgadas de InN se observó una predominancia por parte del HfO2 amorfo. Finalmente se determinó la alineación de bandas de la unión óxido-semiconductor por medio de XPS, indicando un buen confinamiento de electrones en la capa de InN, así como un fuerte doblamiento de las bandas debido a una acumulación de electrones en esta capa.