Fabricação e caracterização de dispositivos eletroluminescentes de nitreto de silício depositado por sputtering reativo

Abstract

Dispositivos foto e eletroluminescentes com filmes finos de nitreto de silício não estequiométrico (SiNx) depositados por sputtering reativo sobre substrato de Si foram fabricados e caracterizados. A arquitetura dos dispositivos é composta por um substrato de Si coberto pelo filme de SiNx e os contatos são de óxido de índio estanho (ITO), dielétrico transparente e condutivo que permite experimentos de caracterização óticos e elétricos. Amostras com filmes de espessura e composições diferentes foram caracterizadas com técnicas de elipsometria ótica, retroespalhamento de Rutherford (RBS), medidas elétricas, fotoluminescência e eletroluminescência. As medidas elétricas nos permitiram concluir que diversos dispositivos que falharam apresentavam resistências muito altas para a injeção de portadores necessária ao fenômeno de eletroluminescência. Transições previstas teoricamente para o SiNx foram identificadas nos experimentos de fotoluminescência. Os experimentos de eletroluminescência foram realizados com tensão e corrente contínua e alternada. Observou-se que os espectros de emissão por eletroluminescência e de fotoluminescência são bastante distintos, revelando que as transições causadas por excitação ótica e elétrica não são as mesmas. A polaridade aplicada no dispositivo também influenciou nos espectros de emissão e as medidas AC revelaram-se uma superposição de ambas as polaridades possíveis.