Abstract
Este trabajo se ha centrado en la integración de grafeno sobre resonadores de ondas acústicas de volumen (BAW). La síntesis del grafeno se ha llevado a cabo en un sistema de depósito químico en fase de vapor (CVD). Este método permite el crecimiento directo del grafeno sobre la superficie del dispositivo, evitando así la complejidad de los métodos de transferencia. Las altas temperaturas involucradas en este método, de entre 600oC y 1000oC, obligan a que los dispositivos sean capaces de resistir un gran estrés térmico sin deteriorarse.
La primera parte de este proyecto ha consistido en el desarrollo de espejos de Bragg que puedan operar a altas temperaturas. Para ello se ha realizado el diseño mediante implementaciones CAD del modelo de Mason. Los materiales empleados para los espejos acústicos han sido dióxido de silicio (SiO2) para las capas de baja impedancia acústica y nitruro de aluminio (AlN) para las capas de alta impedancia acústica.
Las capas de los dispositivos han sido depositadas sobre obleas de silicio con una capa de óxido térmico de 6000 Å mediante pulverización catódica variando los parámetros involucrados en el proceso. Tras la fabricación de los espejos es necesario llevar a cabo la de los resonadores, también diseñados mediante el modelo de Mason.
Tras la caracterización de los dispositivos usando un analizador de redes, se han llevado a cabo las pruebas de estrés térmico en vacío, sometiendo a las muestras a dos tests, a 650oC durante 20 minutos y a 1000oC durante dos horas.
Seguidamente, con la resistencia térmica de estos dispositivos probada, se han llevado a cabo diversas pruebas de crecimiento de grafeno en CVD sobre los electrodos superiores de los resonadores BAW. Tras el proceso de crecimiento ha sido necesario evaluar la superficie del dispositivo mediante espectroscopía Raman para evaluar la calidad de grafeno depositado, y volver a caracterizarlo eléctricamente para comprobar que, en los casos en los que el proceso de crecimiento de grafeno se hubiese completado con éxito, estos procesos no perjudican a la calidad del resonador.
Para finalizar, se ha funcionalizado el grafeno crecido sobre la superficie de los resonadores y se han llevado a cabo pruebas de detección para confirmar que los biosensores fabricados cumplen su función.
