Çok ince tek kristalli silisyum film kullanan yatay sıvı kapılı transistörün üretimi ve belirlenmesi

Bu tezde, yatay sıvı kapılı bir ince film transistörün üretimi ve belirlenmesi açıklanıp analiz edilmiştir. Cihazı üretmek için yalıtkan üstü silikon (SOI) pul kullanılmıştır. İki farklı kapı yapısı kullanılmış ve test edilmiştir. İlk olarak referans olması amacıyla, su damlasının içine batırılan klasik ince tel kapıyla ölçümler gerçekleştirilmiştir. Daha sonra özgün yatay kapı yapısı kullanılmıştır. Üretim aşamasında öncelikle transistörün kanal bölgesini oluşturmak için SOI pulun üzerindeki 16 nm kalınlığında silisyum şekillendirilmiştir. Daha sonra üzerine tek seferde kaynak, savak ve yatay kapı kontaklarını yapmak için alüminyum buharlaştırılmıştır. Son olarak kaynak ve savak elektrotlarının üzerine, bunları su damlasından izole etmek için, döndürmeli fotorezist kaplanmıştır. Transistör yapısını oluşturduktan sonra, kanal bölgesi üzerine bir su damlası damlatılmıştır. Su damlası kapı elektroduna ve kanala temas etmekte, fakat kaynak ve savak elektrotlarına temas etmemektedir. Bu katı-sıvı arayüzü sayesinde kanal üzerinde mükemmel bir kapı yalıtkanı olarak hizmet eden bir elektrik çift katman oluşmaktadır, çünkü bu katman düzgün, deliksiz, çok incedir ve yüksek dielektrik sabitine sahiptir. Üretilen transistörler test edilip karakterize edilmiştir. Kullanılan silisyum p tipi olduğu için negatif gerilimler uygulanmıştır. Transistör 0 V ile -0.7 V arasında çalışmaktadır. İnce tel kapı yapısını kullanarak 99.49 μA maksimum savak akımı, 232000 açık-kapalı akım oranı ve 0.27 V eşik gerilimi elde edilmiştir. Yatay kapı yapısında bu değerler sırasıyla 19.15 μA, 2150 ve 0.31 V olarak ölçülmüştür. Ancak yatay kapı yapısının transistör parametreleri gelecekteki geliştirmelerle iyileştirilebilir.