Zno,tio2 and exotic materials for thin film electronic devices

Metal oksit-yarıiletken alan etkili transistör (MOSFET) teknolojisi entegre devre sanayinin çekirdeği konumundadır. Neredeyse çevremizdeki tüm elektronik cihazlar elektronik anahtarlar, amplifikatörler veya sensörler gibi çeşitli amaçlar için transistörler içerirler. Zamanla daha karmaşık ve daha küçük boyutlarda devrelere duyulan ihtiyaç arttığı için transistör boyutlarını aşağı ölçekleme konusu öncelikli hale gelmiştir. Moore kanunundan anlaşılacağı gibi, entegre devrelerin üzerindeki transistör sayısı her iki yılda bir iki katına çıkar ama bu küçülmenin bir limiti olacaktır. Küçük cihazlarda görülen kuantum etkileri ve küçük cihazların üretim zorlukları aşağı ölçeklemeyi sınırlandıracaktır. Yeni film büyütme teknikleri bu noktada çok büyük önem kazanmaktadır. Konformal, yüksek kaliteli ve yüksek dielektrik katsayılı filmler kullanılarak SiO2 ile yaşanabilecek olası sorunlar azaltılabilmektedir. Diğer yöntemlere kıyasla daha yeni bir yöntem olan atomik katman kaplama (ALD) teknikleri bu gereksinimlere cevap vermektedir.İnce film transistörler (TFT) MOSFET ailesinin bir alt kümesidir ve onları önemli kılan özellikleri işlevsellikleridir. İnce film transistörler ilk düz panel ekranlarda kullanılmaya başlanılmış olup şu anda sensör uygulamaları başta olmak üzere çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadırlar.Düşük sıcaklıklarda büyüme mekanizmasına sahip ALD tekniği ile çok çeşitli yüzeylerde, esnek ve / veya şeffaf olanlar gibi, TFT teknolojisini geliştirmek ve çeşitli uygulamalarda kullanmak mümkündür. Bu şekilde çok önemli ve sıra dışı uygulamalara imza atılabilir hatta elektronik kıyafetler gibi hayal ürünü konseptler gerçekleştirilebilir.Bu tez çalışmasında, ince film transistörler tasarlanmış ve hem kanal hem de dielektrik katmanlarının büyütülmesinde atomik katman kaplama yöntemi kullanılmıştır. TFT cihazlarının tasarımı ve fabrikasyonu temiz oda ortamında gerçekleştirilmiştir. Fabrike edilen TFT cihazları akım-gerilim ilişkisinin gözlemlenmesiyle karakterize edilmiştir. Bu ölçümlerin tamamlanabilmesi için bir prob istasyonu ve bir parametre analizörü kullanılmıştır.ALD ile büyütülmüş ZnO TFT performans özellikleri üzerinde büyütme sıcaklığının etkisi incelenmiştir. Çok yüksek Ion / Ioff oranlarına sahip yüksek performanslı cihazlar 80 ° C gibi düşük bir sıcaklıklarda üretilmiştir. İkincil olarak yine ALD tekniği ile üretilmiş TiO2 TFT cihaz performansı ve sıcaklıkla tavlamanın performans üzerindeki etkileri analiz edilmektedir. Bu çalışma, termal-ALD kullanılarak TiO2 TFT üretilmesi bakımından bir ilktir. Son olarak da egzotik malzemeler kanal yapısı olarak kullanılmış ve GaN ile pentacene malzemelerinden üretilen cihazların ölçüm sonuçlarının ümit verici olduğu göstermektedir. P-tipi organik bir yarı iletken olan pentacene, hibrid organik-inorganik yapılar üzerinde çalışma fırsatı veren bir malzeme olduğundan ayrıca bir öneme sahiptir.Sonuç olarak, ALD tekniği kullanılarak büyütülmüş kanal ve / veya dielektrik katmanlarına dayalı TFT cihazları düşük sıcaklıkta ve düşük maliyetli bir şekilde çok çeşitli substratlar üzerine üretilebilmekte ve çok orijinal uygulamalar geliştirilebilmektedir.Anahtar Sözcükler: TFT, ALD, ZnO, TiO2, Al2O3, pentacene, GaN