Abstract
This project has focused on the fabrication and characterization of hydrogenated
amorphous silicon (a-Si:H) thin films to fabricate photonic devices on them, which can be
applied to make revolutionary applications in the field of telecommunications, computing,
detection and chemical and biological diagnostics. To make these layers, we have worked
in the clean room and we have used the plasma enhanced chemical vapor deposition
(PECVD). By means of different characterization techniques the deposited layers have
been measured and the growth rate, the refractive index and the approximate losses of the
hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) have been identified as a function of various
variables, such as the deposition temperature or the gases in the chamber. All of this has
determined the adequate manufacturing parameters to standardize the process, that is, to
do it in a more controlled and reproducible way. Finally, using the obtained results, a layer
of hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) with the proper properties to perform guided
optics on it has been produced. After that, optical guides have been fabricated and
measured and it has been concluded that it is possible to guide light with low losses, as
well as to manufacture photonic devices on this material.
Aquest projecte s'ha centrat en la fabricació i caracterització de pel·lícules fines de silici
amorf hidrogenat (a-Si:H) per realitzar dispositius fotònics en elles, que poden ser usats
per fer aplicacions revolucionaries en disciplines com les telecomunicacions, la informàtica,
la detecció i el diagnòstic químic i biològic. Per fabricar aquestes capes s’ha treballat en
sala blanca i s’ha utilitzat deposició química de vapor assistida per plasma (PECVD).
Mitjançant diferents tècniques de caracterització s'han mesurat les capes dipositades, i
s’ha identificat el ritme de creixement, l'índex de refracció i les pèrdues aproximades del
silici amorf hidrogenat (a-Si:H) en funció de diverses variables, com ara la temperatura de
dipòsit o els gasos a la cambra. Amb tot això s'han determinat els paràmetres de fabricació
adequats per estandarditzar el procés, és a dir, fer-lo de forma més controlada i
reproduïble. Finalment, usant els resultats obtinguts s'ha fabricat una capa de silici amorf
hidrogenat (a-Si:H) amb les propietats adequades per a realitzar òptica guiada en ella.
Després d’això, s’han fabricat i mesurat diverses guies òptiques i s’ha conclòs que és
possible guiar llum amb baixes perdudes, així com fabricar dispositius fotònics sobre
aquest material.
Este proyecto se ha centrado en la fabricación y caracterización de películas finas de silicio
amorfo hidrogenado (a-Si:H) para realizar dispositivos fotónicos en ellas, que pueden ser
utilizados para hacer aplicaciones revolucionarias en disciplinas como la informática, las
telecomunicaciones, la detección y el diagnóstico químico y biológico. Para fabricar estas
capas se ha trabajado en sala blanca y se ha utilizado deposición química de vapor asistida
por plasma (PECVD). Mediante diferentes técnicas de caracterización se han medido las
capas depositadas, y se ha identificado el ritmo de crecimiento, el índice de refracción y
las pérdidas aproximadas del silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H) en función de diversas
variables, como por ejemplo la temperatura de depósito o los gases en la cámara. Con
todo ello se han determinado los parámetros de fabricación adecuados para estandarizar
el proceso, es decir, hacerlo de forma más controlada y reproducible. Finalmente, usando
los resultados obtenidos se ha fabricado una capa de silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H)
con las propiedades adecuadas para realizar óptica guiada en ella. Después de esto, se
han fabricado y medido varias guías ópticas y se ha llegado a la conclusión que es posible
guiar luz con bajas perdidas, así como fabricar dispositivos fotónicos sobre este material.
