FTIR and photoluminescence studies of porous silicon layers oxidized in controlled water vapor conditions

R. Peña Sierra, G. Aguilar Rodríguez, G. Romero Paredes, G. García Salgado, M. A. Vázquez

Resumen


Se presenta un estudio de la evolución de las características de los espectros de FTIR y la respuesta de fotoluminiscencia (PL) en películas de silicio poroso (PSL) oxidadas químicamente y envejecidas en condiciones controladas. Las PSL se obtuvieron por el método electroquímico para obtener buena uniformidad en grandes áreas. Las mediciones de FTIR en las PSL recién preparadas manifiestan bandas de siliciohidrogeno asociadas con la terminación en hidrogeno de superficie de silicio poroso justo después del proceso de porificación. Al oxidar las películas, los distintos modos de vibración se modifican. Esos modos de vibración se relacionan con los defectos en el oxido de silicio que recubre la superficie del silicio poroso. Los espectros de PL en muestras recién preparadas presentan un máximo en ~700 nm. El espectro de PL en las PSL oxidadas químicamente y luego envejecidas, en condición de vapor de agua saturado, se modifica fuertemente con respecto a las muestras recién obtenidas. Estas variaciones están asociadas con los cambios en la estructura de las PSL inducidos por los procesos de oxidación. Los datos de FTIR y el comportamiento de la señal de PL nos permiten relacionar estas señales con los efectos de cuantización por pequeñas dimensiones e indicar que las transiciones a altas energías las produce algún centro de defecto en la película de óxido de silicio que se forma en su superficie. Las características de las PSL reportadas en este trabajo son perfectamente reproducibles en las condiciones que se utilizaron para prepararlas; por ello, las películas pueden usarse en distintas aplicaciones.


Palabras clave


Silicio poroso; FTIR; fotoluminiscencia; oxido de silicio; defectos de estructura

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