Fabrication and characterization of a planar water gated transistor utilizing ultra thin single crystalline silicon film
Çok ince tek kristalli silisyum film kullanan yatay sıvı kapılı transistörün üretimi ve belirlenmesi
- Tez No: 371838
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞENOL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 62
Özet
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.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the fabrication and characterization of a planar water-gated thin film transistor are explained and analyzed. Silicon-on-insulator (SOI) wafer is used to build the device. Two different gate structures are used and tested. Firstly, the measurements are realized with the usual probe gate immersed into the water droplet as a reference. Then the novel planar gate structure is used. In the fabrication process, first the 16-nm thick silicon on top of the SOI wafer is patterned to build the channel area of the transistor. After that aluminum is evaporated on top of it to make the drain, source and planar gate contacts at one step. Finally, photoresist is spin coated on the drain and source electrodes to insulate them from the water droplet. After forming the transistor structure, a water droplet is dripped onto the channel area. It has contact to the gate electrode and channel, but not to the drain and source electrodes. Thanks to the this liquid-solid interface, an electrical double layer is formed on the channel, which serves as a perfect gate insulator since it is uniform, pin-hole free, very thin and has a high dielectric constant. Fabricated transistors are tested and characterized. Since the silicon used is p-type, negative voltages are applied. The transistor works between 0 V and -0.7 V. Using the probe gate structure, a maximum drain current of 99.49 μA is established with an on-off ratio of 232000 and threshold voltage of 0.27 V. In the planar gate structure this values are 19.15 μA, 2150 and 0.31 V respectively. However the transistor parameters of the planar gate structure can be improved by the future developments.
Benzer Tezler
- Sensor applications of polymer field effect transistors
Polimer alan etkili transistörlerin sensör uygulamaları
İSMAİL TERKEŞLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ŞENOL MUTLU
- Fabrication and characterization of liquid electrolyte gated polymer field effect transistor for basic circuit applications
Temel devre uygulamaları için sıvı elektrolit kapılı polimer ince film transistörlerin üretimi ve incelenmesi
BERKAN YAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ŞENOL MUTLU
- Mikro ölçekte elektrosprey sistemi üretimi ve karakterizasyonu
Micro scaled electrospray system fabrication and characterization
MUHAMMET RAGIP ABDULLAHOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Alümina fiber takviyeli Al-si metal matriksli kompozitlerin üretimi ve mikroyapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
production of alumina fiber reinforced Al-si metal matrix composites and the investigation of their microstructure-propetry relation ships
HATEM AKBULUT
- Novel cochlear electrode array development using microfabrication techniques
Mikrofabrikasyon teknikleri kullanılarak yenilikçi koklear elektrot dizini geliştirilmesi
GÜLÇİN ŞEFİYE AŞKIN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER