Análise da deposição de filmes finos semicondutores de GaN e GaN e Ga1-xMnxN preparados por sputtering reativo

Abstract

Thin films of Ga1-xMnxN have great interest in its potential for control of electron spin (spintronics), in most cases this material is synthesized by techniques that have a high degree of control the deposition parameters, such as molecular beam epitaxy (MBE) and deposition of metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). The sputtering technique is an alternative route to produce such materials. Here we study the film deposition Ga1-xMnxN by reactive sputtering technique and apply enhancements such as a glove box, a residual gas analyzer and temperature control system, in order to growth films epitaxially using an analysis of the preconditions of films analyzed by spectroscopic techniques and microscopic. These procedures helped to improve the technique of deposition by cleaning substrates in an inert environment, and by the analysis of trace gases and heating the substrate holder as explained in the literature. Through the applications and comparisons it can be pointed out that the technique has the advantage of its simplicity and relatively low cost compared to MBE and MOCVD, but produces polycrystalline material

Os filmes finos de Ga1-xMnxN apresentam grande interesse por sua potencial aplicabilidade com controle de spin eletrônico (spintrônica), na maior parte das vezes esse material é sintetizado por técnicas que possuem um alto grau de controle nos parâmetros de deposição, tais como a epitaxia por feixe molecular (MBE) e a deposição de vapores químicos de metalorgânicos(MOCVD). A técnica de sputtering é uma rota alternativa e mais simples para a produção destes materiais. Neste trabalho estudamos a deposição de filmes Ga1-xMnxN pela técnica de sputtering reativo e aplicamos aprimoramentos, como uma caixa tipo glove box, um analisador de gases residuais e um sistema de controle de temperatura interna, com o intuito do crescimento de filmes eptaxiais, utilizando-se analises das condições prévias de filmes analisados por técnicas de espectroscópicas e microscópicas. Estas análises auxiliaram como parâmetros para o aperfeiçoamento na técnica de deposição, através da limpeza em ambiente inerte, da analise dos gases residuais e do aquecimento do porta-substrato como explanado na literatura. Por meio das aplicações e comparações pode-se apontar que a técnica de sputtering pode acender a monocristais heteroeptaxiais, aproveitando-se de sua simplicidade e o custo relativamente baixo em relação a técnicas como o MBE e o MOCVD