Zno,tio2 and exotic materials for thin film electronic devices
Zno, tio2 ve bazı egzotik malzemeler kullanılarak düşük sıcaklıkta oluşturulmuş ince film elektronik aygıtlar
- Tez No: 313549
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ KEMAL OKYAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: TFT, ALD, ZnO, TiO2, Al2O3, pentacene, GaN, TFT, ALD, ZnO, TiO2, Al2O3, pentacene, GaN
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
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.
Özet (Çeviri)
The metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) technology is the core of integrated circuit industry. Nearly all electronic devices around us contain transistors for various purposes like electronic switches, amplifiers or sensors. As the need for more complex and miniature circuits has arisen, scaling down transistor sizes become the top priority. As Moore?s law indicates, number of transistors on integrated circuits doubles every two years but in future fabrication challenges and limitations like quantum effects seen in small devices will block further miniaturization. New growth techniques are required for depositing conformal, high quality films -like high-k dielectrics instead of SiO2- with atomic thickness control to reduce possible problems. Atomic layer deposition techniques are developed to meet these requirements.The field of thin film transistors (TFT), which is a subset of MOSFET?s have first started to be used in flat panel displays but now they are used in various fields, since their functional properties make them powerful candidates for sensor applications.ALD technology is important also for TFT applications since its low temperature growth mechanism allows fabricating TFT?s on various substrates like flexible and/or transparent ones. With ALD technique, transistors can be built even on cloths which makes the dream of e-suits real.In this thesis, thin film transistors are designed and fabricated using atomic layer deposition technique both for channel and dielectric layer growth.Design and fabrication steps of the TFT devices are realized in a cleanroom environment. The fabricated TFT?s are mainly characterized by measuring their current-voltage relations. A parameter analyzer with a probe station is used for such measurements.ALD grown ZnO TFT?s and the effect of growth temperature on performance characteristics are examined. High performance devices having very high Ion/Ioff ratios are fabricated at a temperature low as 80°C. ALD grown TiO2 TFT?s are also fabricated and effects of annealing temperature on device performance are analyzed. This study is, to the best of our knowledge, the first demonstration of TiO2 TFT?s grown by a thermal-ALD system. GaN and pentacene TFT?s are also fabricated and showed promising results. Pentacene TFTs have a special importance since it is a p-type organic semiconductor which gives us the opportunity to work on hybrid organic-inorganic structures.In conclusion, TFT devices based on ALD grown channel and/or dielectric layers show very encouraging results in terms of low cost, low temperature fabrication opportunities and freedom of using any substrate that can handle ALD processing temperature.
Benzer Tezler
- Türkiye'nin Batı Karadeniz bölgesi doğal meşcereleri ile duglas (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) ağaçlandırmalarının toprak özellikleri ve meşcere karakteristikleri açısından değerlendirilmesi
Comparison as to stand characteristics and soil properties of duglas (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) afforestrations and natural stands in the West Black Sea region, Turkey
JEUMA AHMED HAMED ESHAIBI
Doktora
Türkçe
2021
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZGİN AYAN
- ZnO ve TiO2'nin fiziksel buhar biriktirme (PVD) ile cam üzerinde büyütülmesi; optik, yapısal ve fotokatalitik özelliklerinin araştırılması
Growth of ZnO and TiO2 on glass by physical vapor deposition (PVD); investigation of optical, structural and photocatalytic properties
AHMET ÇETİN
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞİMŞİR
- ZnO:TiO2 nanokompozit malzeme esaslı fotosensörlerin üretilmesi ve fotoiletkenlik özelliklerinin araştırılması
Production of ZnO:TiO2 nanocomposite based photosensors and the assessment of their photoconductive properties
SERKAN UYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiKırklareli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURHAN ÇOŞKUN
- ZnO/TiO2 kompozit yapısının şerit döküm yöntemiyle üretilmesi ve fotokatalitik verimlerinin incelenmesi
Photocatalytic properties of ZnO/TiO2 composite structure produced by tape casting method
MEHMET KONYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Mühendislik BilimleriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. H. CENGİZ YATMAZ
YRD. DOÇ. DR. KORAY ÖZTÜRK
- ALD yöntemi kullanılarak üretilmiş ZnO,TiO2 ve HfO2 ince film kaplamaların karakterizasyonu ve diyot özelliklerinin incelenmesi
Characterizations and diode properties of ZnO, TiO2 and HfO2 thin films produced by ALD
YAĞMUR ALTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ATEŞ