Nuevos metodos de caracterizacion optica de semiconductores basados en medidas espectroscopicas de reflexion

Résumé

La Tesis Doctoral que se presenta, introduce un conjunto de métodos originales para la caracterización óptica de láminas delgadas de semiconductores, depositados sobre un substrato de vidrio grueso y transparante. Estos métodos permiten obtener las partes real e imaginaria del índice de refracción complejo, el coeficiente de absorción, el espesor de la película y el gap óptico del material analizado. Se estudia, también, el efecto producido en los espectros por la falta de uniformidad de la lámina de semiconductor. Se propone un modelo geométrico con un gradiente de espesor constante que se aplica con éxito sobre películas reales de distintas composiciones. Se presentan expresiones nuevas para la reflectancia y transmitancia que responden al modelo geométrico anterior. Asimismo, se han derivado, también, nuevas expresiones para las envolventes superior e inferior de los espectros de teóricos de reflexión y de transmisión. Se presenta la justificación teórica de un nuevo fenómeno físico que puede aparecer bajo unas condiciones geométricas muy específicas; se le ha denominado Inversión de Envolventes. Se ha comprobado experimentalmente la aparición de este fenómeno sobre muestras de la composición calcogenura vítrea As25S75. Se presenta una generalización de las expresiones analíticas para la reflexión, transmisión y envolventes superior e inferior de ambas que incluyen el efecto de este fenómeno. También se introduce una nueva expresión analítica que relaciona las envolventes respectivas de espectros de reflexión de películas de espesor uniforme con los correspondientes a películas de espesor variable, y otra expresión para la envolvente de compresión máxima. Todas estas expresiones anteriores se han aplicado en los métodos propuestos sobre películas de distintas composiciones, obteniéndose las constantes ópticas del material analizado y unas cotas de los errores cometidos.