SiO2 layers deposited at temperatures (lower than 700 °C) have attracted a great deal of attention for a large variety of applications, since they can be used for dielectric isolation, a needed approach for multilayer, multifunctional coatings that exhibit two or more properties simultaneously. A similar phenomenon occurred with Si-rich SiO2, a two-phase material in which excess silicon, introduced during the deposition process of the films, forms a Si inclusion phase uniformly embedded in a SiO2 matrix, modifying its optical and electrical characteristics. In this short review, the synthesis methods to obtain high electronic quality SiO2 deposited films at low temperatures, as well as Si-rich SiO2 films (mainly the chemical vapor deposition technique in different versions), precursor materials, and characteristic properties, will be described together with some of their applications, beyond integrated circuit technology, that have become relevant in recent times. This is the case of solar filters, antireflecting coatings for solar cell panels, light emitting devices or liquid crystal displays, and bioimaging and theranostic applications.

1.
G. E.
McGuire
,
Semiconductor Materials and Process Technology Handbook
(
Noyes, Norwich, NY
,
1988
).
2.
G. E.
McGuire
et al,
Anal. Chem.
69
,
231
(
1997
).
3.
G. E.
Mcguire
and
B. R.
Martin
,
Anal. Chem.
51
,
488
(
1979
).
4.
E. H.
Nicollian
and
J. R.
Brews
,
MOS (Metal Oxide Semiconductor) Physics and Technology
(
Wiley Classics Library
, Hoboken,
NJ
,
2003
).
5.
S. M.
Sze
,
Physics of Semiconductor Devices
(
Wiley
,
New York
,
1981
).
6.
D. J.
DiMaria
,
Jpn. J. Appl. Phys.
18
,
3
(
1979
).
7.
C.
Falcony
,
D. J.
DiMaria
,
D. W.
Dong
, and
K. M.
DeMeyer
,
J. Appl. Phys.
53
,
43
(
1982
).
8.
C.
Falcony
,
D. J.
Dimaria
, and
C. R.
Guarnieri
,
J. Appl. Phys.
53
,
5347
(
1982
).
9.
D. J.
Robbins
,
D. J.
Dimaria
,
C.
Falcony
, and
D. W.
Dong
,
J. Appl. Phys.
54
,
4553
(
1983
).
10.
C.
Martinet
,
V.
Paillard
,
A.
Gagnaire
, and
J.
Joseph
,
J. Non-Cryst. Solids
216
,
77
(
1997
).
11.
X.
Jia
et al,
J. Appl. Phys.
119
,
233102
(
2016
).
12.
M. Q.
Khokhar
,
S. Q.
Hussain
,
Y.
Kim
,
S. K.
Dhungel
, and
J.
Yi
,
Mater. Sci. Semicond. Process.
155
,
107231
(
2023
).
13.
D.
Tsoukalas
,
Philos. Trans. R. Soc. London A
367
,
4169
(
2009
).
14.
Z.
Liu
,
Q.
Yu
,
Y.
Zhao
,
R.
He
,
M.
Xu
,
S.
Feng
,
S.
Li
,
L.
Zhou
, and
L.
Mai
,
Chem. Soc. Rev.
48
,
285
(
2019
).
15.
A. P. S.
Prasanna
,
K. S. B.
Venkata Prasanna
,
B.
Pannerselvam
,
V.
Asokan
,
R. S.
Jeniffer
, and
G. D.
Venkatasubbu
,
J. Fluoresc.
30
,
1075
(
2020
).
16.
V.
Vargas
,
A.
Sedova
,
S.
Moscardini
,
L.
Rocha
, and
C.
Falcony
,
Ceram. Int.
46
,
3345
(
2020
).
17.
J. L.
Vossen
,
Thin Film Processes
(
Academic, New York
,
2012
).
18.
E.
Zaleta-Alejandre
,
A. N.
Meza-Rocha
,
Z.
Rivera-Álvarez
,
I. M.
Sandoval
,
J. J.
Araiza
,
M.
Aguilar-Frutis
, and
C.
Falcony
,
ECS J. Solid State Sci. Technol.
2
,
N145
(
2013
).
19.
A. C.
Adams
, in
Plasma Processing: Proceedings of the Symposium on Plasma Processing
(
The Electrochemical Society, New York
,
1987
), Vol. 87-6.
20.
C.
Falcony
,
J. C.
Alonso
,
A.
Ortiz
,
M.
Garcia
,
E. P.
Zironi
, and
J.
Rickards
,
J. Vac. Sci. Technol. A
11
,
2945
(
1993
).
21.
L.
Becerril
,
J.
Balderas
,
J.
Hernández
,
B.
Rodríguez
,
J.
Alonso
, and
C.
Falcony
, “
Water as the only solvent for CsPbCl3 and NIR-emitting CsPbCl3:Yb3+ films by antisolvent-enhanced crystallization in aerosol-assisted chemical vapor deposition
,”
Adv. Mater. Technol.
(published online).
22.
E. D.
Palik
,
Handbook of Optical Constants of Solids
(
Academic, London,
2012
).
23.
D.
Hiller
et al,
J. Appl. Phys.
107
,
064314
(
2010
).
24.
A. C.
Adams
,
Solid State Technol.
26
,
135
(
1983
).
25.
A.
Ortiz
,
C.
Falcony
,
M.
Farias
,
L.
Cota-Araiza
, and
G.
Soto
,
J. Electron. Mater.
19
,
1411
(
1990
).
27.
A.
Ortiz
,
C.
Falcony
,
M.
Farias
,
L.
Cota-Araiza
, and
G.
Soto
,
Thin Solid Films
206
,
6
(
1991
).
28.
A.
Ortiz
,
J. C.
Alonso
,
C.
Falcony
,
M. H.
Farias
,
L.
Cota-Araiza
, and
G.
Soto
,
J. Electrochem. Soc.
140
,
3014
(
1983
).
29.
N.
Ugemuge
,
Y. R.
Parauha
, and
S. J.
Dhoble
, in
Energy Materials
, edited by
S. J.
Dhoble
,
N. T.
Kalyani
,
B.
Vengadaesvaran
, and
A.
Kariem Arof
(
Elsevier
,
New York
,
2021
), pp.
445
480
.
30.
D.
Bokov
,
A.
Turki Jalil
,
S.
Chupradit
,
W.
Suksatan
,
M.
Javed Ansari
,
I. H.
Shewael
,
G. H.
Valiev
, and
E.
Kianfar
,
Adv. Mater. Sci. Eng.
2021
,
5102014
(
2021
).
31.
A.
Comite
,
Current Trends and Future Developments on (Bio-) Membranes
(
Elsevier
,
New York
,
2017
), pp.
3
23
.
32.
S.
Sivakumar
,
F. C. J. M.
van Veggel
, and
M.
Raudsepp
,
ChemPhysChem
8
,
1677
(
2007
).
33.
A. G.
Kozlov
and
E. v.
Filonina
,
J. Phys.: Conf. Ser.
1546
,
012117
(
2020
).
34.
M. A.
Fardad
,
J. Mater. Sci.
35
,
1835
(
2000
).
35.
P.
Yang
,
L.
Zhang
, and
Y.
Wang
,
J. Nanosci. Nanotechnol.
12
,
8999
(
2012
).
36.
H. J.
Jeon
,
S. C.
Yi
, and
S. G.
Oh
,
Biomaterials
24
,
4921
(
2003
).
38.
L. A.
Rocha
,
M. A.
Schiavon
,
S. J. L.
Ribeiro
,
R. R.
Gonçalves
, and
J. L.
Ferrari
,
J. Solgel Sci. Technol.
76
,
260
(
2015
).
39.
G.
Ennas
,
A.
Musinu
,
G.
Piccaluga
,
D.
Zedda
,
D.
Gatteschi
,
C.
Sangregorio
,
J. L.
Stanger
,
G.
Concas
, and
G.
Spano
,
Chem. Mater.
10
,
495
(
1998
).
40.
A. M.
Ali
,
A. A.
Ismail
,
H.
Bouzid
, and
F. A.
Harraz
,
J. Solgel Sci. Technol.
71
,
224
(
2014
).
41.
S.
Saravanan
and
R. S.
Dubey
,
Nanosyst. Phys. Chem. Math.
12
,
311
(
2021
).
42.
F.
Meng
,
Z.
Liao
,
C.
Xing
,
Z.
Yuan
,
R.
Zhang
,
H.
Zhu
, and
J.
Li
,
J. Alloy Compd.
893
,
162189
(
2022
).
43.
M.
Yu
,
H.
Wang
,
C. K.
Lin
,
G. Z.
Li
, and
J.
Lin
,
Nanotechnology
17
,
3245
(
2006
).
44.
K. M.
Lin
,
C. C.
Lin
, and
Y. Y.
Li
,
Nanotechnology
17
,
1745
(
2006
).
45.
A.
Benchaabane
,
M. E.
Hajlaoui
,
N.
Hnainia
,
A.
Al-Tabbakh
,
A.
Zeinert
, and
H.
Bouchriha
,
Opt. Mater.
102
,
109829
(
2020
).
46.
T.
Wu
et al,
Photonics Res.
9
,
2132
(
2021
).
47.
I.
Stavarache
,
V. S.
Teodorescu
,
P.
Prepelita
,
C.
Logofatu
, and
M. L.
Ciurea
,
Sci. Rep.
9
,
10286
(
2019
).
48.
W.
Li
,
S.
Wang
,
M.
Hu
,
S.
He
,
P.
Ge
,
J.
Wang
,
Y. Y.
Guo
, and
L.
Zhaowei
,
Sci. Rep.
5
,
11881
(
2015
).
49.
N.
Pawlik
,
B.
Szpikowska-Sroka
,
T.
Goryczka
,
E.
Pietrasik
, and
W. A.
Pisarski
,
Nanomaterials
12
,
259
(
2022
).
50.
T.
Yokoi
et al,
Chem. Mater.
21
,
3719
(
2009
).
51.
M.
Wu
,
Y. D.
Zhang
,
S.
Hui
,
T. D.
Xiao
,
S.
Ge
,
W. A.
Hines
, and
J. I.
Budnick
,
J. Appl. Phys.
92
,
491
(
2002
).
53.
C. H.
Henry
,
R. F.
Kazarinov
,
H. J.
Lee
,
K. J.
Orlowsky
, and
L. E.
Katz
,
Appl. Opt.
26
,
2621
(
1987
).
54.
S. A.
Abbasi
,
J.
Iqbal
,
M.
Rashid
,
M. A.
Akram
,
N.
Rehman
, and
M. A.
Basit
,
Opt. Mater.
126
,
112207
(
2022
).
55.
J.
Zhou
,
J. L.
Leaño
,
Z.
Liu
,
D.
Jin
,
K. L.
Wong
,
R. S.
Liu
, and
J. C. G.
Bünzli
,
Small
14
,
1801882
(
2018
).
56.
J. L.
Hu
,
H. S.
Qian
,
J. J.
Li
,
Y.
Hu
,
Z. Q.
Li
, and
S. H.
Yu
,
Part. Part. Syst. Charct.
30
,
306
(
2013
).
57.
I.
Kitsou
,
P.
Panagopoulos
,
T.
Maggos
,
M.
Arkas
, and
A.
Tsetsekou
,
Appl. Surf. Sci.
441
,
223
(
2018
).
58.
A.
Babyszko
,
A.
Wanag
,
M.
Sadłowski
,
E.
Kusiak-Nejman
, and
A. W.
Morawski
,
Catalysts
12
,
1372
(
2022
).
59.
A. P. S.
Prasanna
,
K. S.
Venkataprasanna
,
B.
Pannerselvam
,
V.
Asokan
,
R. S.
Jeniffer
, and
G. D.
Venkatasubbu
,
J. Fluoresc.
30
,
1075
(
2020
).
60.
H.
Hu
,
Z.
Wang
,
L.
Pan
,
S.
Zhao
, and
S.
Zhu
,
J. Phys. Chem. C
114
,
7738
(
2010
).
61.
A.
Grau-Carbonell
,
S.
Sadighikia
,
T. A. J.
Welling
,
R. J. A.
Van Dijk-Moes
,
R.
Kotni
,
M.
Bransen
,
A.
Van Blaaderen
, and
M. A.
Van Huis
,
ACS Appl. Nano Mater.
4
,
1136
(
2021
).
62.
G.
Liu
,
G.
Hong
, and
D.
Sun
,
J. Colloid Interface Sci.
278
,
133
(
2004
).
63.
J.
Dai
,
M.
Lv
,
G.
Li
, and
X.
Li
,
Mater. Des.
83
,
795
(
2015
).
64.
J.
Lee
,
S. Y.
Lee
,
H. Y.
Jeong
, and
S. O.
Cho
,
Nanomaterials
10
,
2137
(
2020
).
65.
D.
Tsoukalas
,
Philos. Trans. R. Soc. London A
367
,
4169
(
2009
).
66.
H. P.
Ma
,
J. H.
Yang
,
J. G.
Yang
,
L. Y.
Zhu
,
W.
Huang
,
G. J.
Yuan
,
J. J.
Feng
,
T. C.
Jen
, and
H. L.
Lu
,
Nanomaterials
9
,
55
(
2019
).
67.
H.
Mochizuki
,
T.
Aoki
,
H.
Yamoto
,
M.
Okayama
,
M.
Abe
, and
T.
Ando
,
Jpn. J. Appl. Phys.
15
,
41
(
1976
).
68.
D.
Dong
,
E. A.
Irene
, and
D. R.
Young
,
J. Electrochem. Soc.
125
,
819
(
1978
).
69.
Y.
Abe
,
M.
Tomioka
,
M.
Kabir
, and
S.
Kumagai
,
Sci. Rep.
12
,
975
(
2022
).
70.
Y.
Xiong
,
H.
Xing
,
Y.
Fan
,
Y.
Wei
,
J.
Shang
,
Y.
Chen
, and
J.
Yan
,
RSC Adv.
11
,
7801
(
2021
).
71.
S.
Mirabella
et al,
J. Appl. Phys.
108
,
093507
(
2010
).
72.
J.
Alarcon-Salazar
,
M.
Aceves-Mijares
,
S.
Roman-Lopez
, and
C.
Falcony
, in
CCE 2012 9th International Conference on Electrical Engineering, Computing Science and Automatic Control
,
Mexico City, Mexico, 26–28 September 2012 (IEEE, New York, 2012), pp. 1–5.
73.
J.
Alarcón Salazar
, “
Análisis, Diseño, Fabricación y Caracterización de Los Elementos Básicos Para Integración de Un Circuito Fotónico Totalmente En Silicio
,”
Ph.D thesis
(
INAOE
,
2017
).
74.
S. W.
Fu
,
H. J.
Chen
,
H. T.
Wu
, and
C. F.
Shih
,
Vacuum
126
,
59
(
2016
).
75.
D.
Di
,
I.
Perez-Wurfl
,
G.
Conibeer
, and
M. A.
Green
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
94
,
2238
(
2010
).
76.
L.
Ferraioli
,
M.
Wang
,
G.
Pucker
,
D.
Navarro-Urrios
,
N.
Daldosso
,
C.
Kompocholis
, and
L.
Pavesi
,
J. Nanomater.
2007
,
1
(
2007
).
77.
Ragnar
Kiebach
et al,
Smart Nanocompos.
1
,
31
(
2010
).
78.
L.
Pavesi
,
Adv. Opt. Technol.
2008
,
1
(
2008
).
79.
L.
Pavesi
,
L.
Dal Negro
,
C.
Mazzoleni
,
G.
Franzo
, and
F.
Priolo
,
Nature
408
,
440
(
2000
).
80.
W. H.
Lamfried
and
R.
Strehlow
,
Phys. Status Solidi B
114
,
K165
(
1982
).
81.
R.
López-Estopier
, “
Estudio de Cátodo-Luminiscencia de Materiales Dieléctricos Con Exceso de Silicio
,”
Ph.D. thesis
(
INAOE
,
2010
).
82.
D.
Comedi
,
O. H. Y.
Zalloum
,
E. A.
Irving
,
J.
Wojcik
,
T.
Roschuk
,
M. J.
Flynn
, and
P.
Mascher
,
J. Appl. Phys.
99
,
023518
(
2006
).
83.
M.
Aceves-Mijares
,
A. A.
González-Fernández
,
R.
López-Estopier
,
A.
Luna-López
,
D.
Berman-Mendoza
,
A.
Morales
,
C.
Falcony
,
C.
Domínguez
, and
R.
Murphy-Arteaga
,
J. Nanomater.
2012
,
1
(
2012
).
84.
D.
Nesheva
,
Phys. Status Solidi A
209
,
746
(
2012
).
85.
D. J.
DiMaria
and
D. W.
Dong
,
J. Appl. Phys.
51
,
2722
(
1980
).
86.
C.
Ruiz
,
R.
Lopez-Estopier
,
J.
Alarcon-Salazar
,
M. A.
Vasquez-A
,
D.
Berman
,
T. M.
Piters
,
J.
Pedraza
, and
M.
Aceves-Mijares
,
Athens J. Sci.
3
,
199
(
2016
).
87.
J. M.
Cooper
,
Front. Lab Chip Technol.
1
,
979398
(
2022
).
88.
P.
Pack
, see https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/introduction-to-lab-on-a-chip-review-history-and-future/ for “Introduction to Lab-on-a-chip 2020: Review, History and Future” (2020).
89.
A. A. G.
Fernández
,
M. A.
Mijares
,
A. M.
Sánchez
, and
K. M.
Leyva
,
J. Appl. Phys.
108
,
043105
(
2010
).
90.
A. A.
González-Fernández
,
J.
Juvert
,
M.
Aceves-Mijares
, and
C.
Domínguez
,
IEEE Photonics J.
8
,
1
(
2016
).
91.
J.
Alarcón-Salazar
,
I. E.
Zaldívar-Huerta
, and
M.
Aceves-Mijares
,
J. Appl. Phys.
119
,
215101
(
2016
).
92.
O.
Pérez-Díaz
,
A. A.
González-Fernández
, and
M.
Aceves-Mijares
,
J. Lumin.
250
,
119054
(
2022
).
93.
94.
M. J.
Sailor
and
E. C.
Wu
,
Adv. Funct. Mater.
19
,
3195
(
2009
).
95.
F.
Gourbilleau
,
C.
Ternon
,
D.
Maestre
,
O.
Palais
,
C.
Dufour
, and
O.
Palais
,
J. Appl. Phys.
106
,
013501
(
2009
).
96.
J.
Steffens
,
M. A.
Fazio
,
D.
Cavalcoli
, and
B.
Terheiden
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
187
,
104
(
2018
).
97.
J.
Carrillo-López
,
J. A.
Luna-López
,
I.
Vivaldo-De La Cruz
,
M.
Aceves-Mijares
,
A.
Morales-Sánchez
, and
G.
García-Salgado
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
100
,
39
(
2012
).
98.
Y.
Han
,
H.
Park
,
J.
Bowers
, and
K. M.
Lau
,
Adv. Opt. Photonics
14
,
404
(
2022
).
99.
A. A.
González-fernández
,
M.
Aceves-mijares
,
O.
Pérez-díaz
, and
J.
Hernández-betanzos
,
Crystals
11
,
630
(
2021
).
100.
S. A.
Cabañas-Tay
,
L.
Palacios-Huerta
,
M.
Aceves-Mijares
,
A.
Coyopol
,
S. A.
Pérez-García
,
L.
Licea-Jiménez
,
C.
Domínguez
, and
A.
Morales-Sánchez
,
Luminescence—An Outlook on the Phenomena and Their Applications
(IntechOpen Limited, London
,
2016
).
101.
A.
Bennett
,
A.
Chelly
,
A.
Karsenty
,
I.
Gadasi
,
Z.
Priel
,
Y.
Mandelbaum
,
T.
Lu
,
I.
Shlimak
, and
Z.
Zalevsky
,
J. Nanophotonics
10
,
036001
(
2016
).
102.
S.
Godefroo
,
M.
Hayne
,
M.
Jivanescu
,
A.
Stesmans
,
M.
Zacharias
,
O. I.
Lebedev
,
G.
Van Tendeloo
, and
V. V.
Moshchalkov
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
174
(
2008
).
103.
D. C.
Hannah
et al,
Nano Lett.
12
,
4200
(
2012
).
104.
Jesús
Alarcón-Salazar
et al,
Chemical Vapor Deposition Recent Advances and Applications in Optical, Solar Cells and Solid State Devices
(
InTechOpen Limited, London
,
2016
).
105.
E.
Quiroga-González
,
W.
Bensch
,
M.
Aceves-Mijares
,
Z.
Yu
,
R.
López-Estopier
, and
K.
Monfil- Leyva
,
Thin Solid Films
519
,
8030
(
2011
).
106.
M.
Perálvarez
,
J.
Carreras
,
J.
Barreto
,
A.
Morales
,
C.
Domínguez
, and
B.
Garrido
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
241104
(
2008
).
107.
Y.-H.
Lin
,
C.-L.
Wu
,
Y.-H.
Pai
, and
G.-R.
Lin
,
Opt. Express
19
,
6563
(
2011
).
108.
A.
García-Valenzuela
,
R.
Alvarez
,
J. P.
Espinós
,
V.
Rico
,
J.
Gil-Rostra
,
A.
Palmero
, and
A. R.
Gonzalez-Elipe
,
Appl. Surf. Sci.
488
,
791
(
2019
).
109.
J.
Alarcón-Salazar
,
I. E.
Zaldívar-Huerta
, and
M.
Aceves-Mijares
,
Opt. Laser Technol.
84
,
40
(
2016
).
110.
A.
Morales-Sánchez
,
M.
Aceves-Mijares
,
A. A.
González-Fernández
,
K.
Monfil-Leyva
,
J.
Juvert
, and
C.
Domínguez-Horna
,
Proc. SPIE
7719
,
77190N
(
2010
).
111.
A.
Irrera
et al,
Nanotechnology
17
,
1428
(
2006
).
112.
G.
Franzò
,
A.
Irrera
,
E. C.
Moreira
,
M.
Miritello
,
F.
Iacona
,
D.
Sanfilippo
,
G.
Di Stefano
,
P. G.
Fallica
, and
F.
Priolo
,
Appl. Phys. A
74
,
1
(
2002
).
113.
A.
Morales-Sánchez
,
J.
Barreto
,
C.
Domínguez
,
M.
Aceves
, and
J. A.
Luna-López
,
Nanotechnology
20
,
045201
(
2009
).
114.
S. A.
Cabañas-Tay
,
L.
Palacios-Huerta
,
M.
Aceves-Mijares
,
J.
Alvarez-Quintana
,
S. A.
Pérez- García
,
C.
Domínguez-Horna
, and
A.
Morales-Sánchez
,
J. Lumin.
192
,
919
(
2017
).
115.
J.
Alarcón-Salazar
,
M. A.
Vásquez-Agustín
,
E.
Quiroga-González
,
I. E.
Zaldívar-Huerta
, and
M.
Aceves-Mijares
,
J. Lumin.
203
,
646
(
2018
).
116.
M.
Sopinskyy
and
V.
Khomchenko
,
Curr. Opin. Solid State Mater. Sci.
7
,
97
(
2003
).
117.
L.
Spallino
,
L.
Vaccaro
,
L.
Sciortino
,
S.
Agnello
,
G.
Buscarino
,
M.
Cannas
, and
F. M.
Gelardi
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
16
,
22028
(
2014
).
118.
A.
Anopchenko
,
A.
Marconi
,
E.
Moser
,
S.
Prezioso
,
M.
Wang
,
L.
Pavesi
,
G.
Pucker
, and
P.
Bellutti
,
J. Appl. Phys.
106
,
033104
(
2009
).
119.
G. R.
Lin
,
C. K.
Lin
,
L. J.
Chou
, and
Y. L.
Chueh
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
093126
(
2006
).
120.
J.
Alarcón-Salazar
,
I. E.
Zaldívar-Huerta
,
A.
Morales-Sánchez
,
C.
Domínguez
,
J.
Pedraza- Chávez
, and
M.
Aceves-Mijares
,
Sens. Actuators A
265
,
306
(
2017
).
121.
A.
Morales-Sánchez
,
K.
Bonfil-Leyva
,
A. A.
González
,
M.
Aceves-Mijares
,
J.
Carrillo
,
J. A.
Luna- López
,
C.
Domínguez
,
J.
Barreto
, and
F. J.
Flores-Gracia
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
171102
(
2011
).
You do not currently have access to this content.