Fotosensör uygulamaları için güneş ışığına duyarlı kalay oksit aktif tabakalı fototransistörlerin üretimi ve elektronik özelliklerinin araştırılması

Bu tez çalışmasında, dielektrik tabaka kalınlığının kalay oksit (SnO2) ince film transistörlerin (TFT) elektriksel performansları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Dielektrik tabaka olarak, farklı kalınlıklarda SiO2 ve HfO2 kullanılmıştır. Transistörlerin aktif tabakası olarak kullanılan SnO2 sol-jel spin kaplama yöntemiyle büyütülmüştür. Tabakaların yüzey morfolojisini analiz etmek için atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Aktif tabakayı oluşturan kalay ve oksijen elementlerinin oksidasyon durumları, Sn3d ve O1s'in bağlanma enerjileri için X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ile belirlenmiştir. Fabrikasyonu yapılan TFT'lerin mobilite (μ), eşik voltajı (VTh) ve açık kapalı akım oranı (Ion/off) gibi elektriksel performansını gösteren temel parametreleri karanlık ortamda gerçekleştirilen ölçümler sonucunda hesaplanmıştır. Kullanılan dielektrik tabakaların kalınlığı cihazların elektriksel performansında önemli rol oynamıştır. En yüksek elektriksel performans, SiO2 dielektrik tabakalı TFT'ler içerisinde 7,10 cm2/Vs mobilite değeri ile 150 nm kalınlığa sahip SiO2 dielektrik tabakalı TFT'de elde edilmiştir. HfO2 dielektrik tabakalı TFT'lerde ise 26,71 cm2/Vs mobilite değeri ile 29 nm kalınlığa sahip HfO2 dielektrik tabakalı TFT en iyi elektriksel özelliği göstermiştir. Kalınlığa ek olarak dielektrik tabakanın yüzey özellikleri de mobilite değeri üzerinde etkin rol oynamıştır. TFT'lerin farklı aydınlatma şiddetlerinde fotoduyarlılık (Pps), fototepki (Rpr) ve spesifik dedektivite (D*) değerleri hesaplanmış ve tüm TFT'ler fototransistör davranışı sergilemiştir. Elde edilen sonuçlar, SnO2 TFT'lerin fotosensör uygulamalarında etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.