השפעת הפרמטרים של אנוזציה על השכבה הדיאלקטרי של תחמוצת האלומיניום של טרנזיסטורים הסרט דק

להלן הסקירה של הפרוטוקול. אנחנו מתחילים בהכנת הפתרון האלקטרוליטי, ערבוב מים, אתילן גליקול וחומצה טרטרית. לאחר מכן, שקופיות זכוכית מצע צריך להיות ניקה על ידי sonication בתספור דטרגנט אלקליין, אצטון איזופרופנול ואחריו ניקוי פלזמה RF.

בניית ה- TFT נעשית על ידי הפקדת אלקטרודה אלומיניום על מצעי הזכוכית הנקיים. ואחריו אנודיזציה לתוך תחמוצת אלומיניום sputtering של השכבה הפעילה תחמוצת אבץ אידוי תרמי אלקטרודות מקור הניקוז. תהליך אנודיזציה אלומיניום מתבצעת על ידי טביעה מצע זכוכית מצופה אלומיניום ו זהב מצופה, יריעת נירוסטה מחובר ליחידת מידה מקור.

התהליך מתחיל על ידי החלת זרם קבוע במערכת עם מתח עולה ליניארית עד המתח הסופי אשר קובע את עובי תחמוצת. לכן, המתח נשמר קבוע עד הזרם על פני המערכת יורד לאפס. האפיון החשמלי של ה- TFTs מתבצע על ידי חיבור יחידת מדידת מקור כפולה לשער, ניקוז ואלקטרודות מקור.

עקומת ההעברה מתקבלת על ידי שינוי מתח השער במתח מקור ניקוז קבוע ומדידת זרם מקור הניקוז. הניידות החשמלית יכולה להיקבע מעקומות ההעברה של TFT. תכנון הניסויים של פלאקט-בורמן מבוצע על ידי תיוג גורמי האנודיזציה, אשר ירכבו מרמה נמוכה עד גבוהה, שנקבעו מתנאי הניסוי.

מטריצת פלאקט-בורמן מורכבת על ידי שנים עשר ריצות ניסיוניות, התואמות לשילובים שונים של גורמי אנודיזציה ברמות קבועות מראש. אנו מציגים כאן בפרוטוקול לבניית טרנזיסטים מלאי תחמוצת אבץ באמצעות תחמוצת אלומיניום אנודייז כשכבה דיאלקטרית שער. אנו מראים כי ניתן לייעל את הביצועים של TFTS על ידי שינוי רק הפרמטרים תהליך אנודיזציה של דיאלקטריים שער.

הפתרון האלקטרוליטי מוכן על ידי ערבוב 84 מ"ל של אתילן גליקול ל 1.5 גרם של חומצה טרטרית. לכן, להוסיף 16 מ"ל של מים deionized לפתרון, לנער בעדינות את הפתרון. לאחר מכן, מערבבים את הפתרון במשך כ 30 דקות עד פירוק מלא של חומצה טרטרואית.

הכן שני פתרונות מניות של אמוניה הידרוקסיד כדי להתאים את ה- pH של האלקטרוליט. הפתרון מרוכז יותר יכול להיות כ 28%, פחות מרוכז על 2%להפוך את ההתאמה גסה של ה- pH באמצעות פתרון אמוניום הידרוקסידי מרוכז יותר. כאשר ה- pH קרוב לערך הרצוי, חמישה או שישה, השתמש בפתרון פחות מרוכז כדי להתאים את ה- pH בצורה עדין.

הליך ניקוי המצע מתחיל על ידי sonicating מצעי הזכוכית בתתברית דטרגנט אלקליין, 5% בנפח ב 16 מעלות צלזיוס במשך 50 דקות. לאחר מכן, המצעים נשטפים בשפע במים deionized כדי להסיר את כל השאריות. יבש את המצע על ידי נושבת עם אוויר נקי, יבש או חנקן.

המצעים המיובשים הם sonicated שוב אצטון במשך חמש דקות. מוציאים מאצטון ומתייבשים שוב באוויר יבש או חנקן נקי. סוניקאט פעם נוספת ב איזופרופנול לחמש דקות.

מוציאים מאיסופרופנול וחוזרים על הליך הייבוש. לטעון את המצעים לתוך מנקה פלזמה RF ולפנות את התא. כאשר ואקום מושגת, להפעיל את RF בעוצמה בינונית ולהשאיר במשך חמש דקות כדי לסיים את הליך הניקוי.

הסר את המצעים ממנקה הפלזמה וטען אותם למחזיק דגימה עם מסכות צל מתאימות לאידוי תרמי של אלקטרודה שער האלומיניום. מסכת הצל, היא יריעת חיתוך לייזר אל-חלד הקובעת את אזור האלקטרודה של שער האלומיניום. הכנס את מגלשות הזכוכית לתא האידוי התרמי והתחל את הליך התצהיר.

הפקידו את האלקטרודה של שער האלומיניום בשליטה עדין על קצב האידוי ועל העובי הסופי של הסרט. לאחר האידוי, הסר את הדגימות מהתא. ותבדוק אם האלקטרודות הופקדו כראוי.

אנודיזציה של אלקטרודה שער אלומיניום מתחיל על ידי חיבור שקופית זכוכית מצופה אלומיניום ואת גיליון נירוסטה מצופה זהב מחברי קליפ. לכן, האלקטרודות שקועות בתתבה האלקטרוליטית והכבלים מחוברים ליחידת מדידת המקור. החל זרם קבוע על האלקטרודות.

ירידת המתח צריכה לגדול באופן ליניארי, מה שמוכיח כי צמיחת תחמוצת האלומיניום מתרחשת כראוי. כאשר המתח הסופי שנקבע מושגת, להעביר את SMU למצב מתח קבוע ולחכות עד הזרם יורד לאפס. לאחר סיום הליך אנודיזציה, לשטוף בשפע את המצע במים deionized.

ולסיים על ידי ייבוש המצע באוויר יבש, נקי או חנקן. התצהיר של השכבה הפעילה טרנזיסטור מבוצע על ידי החדרת המצע עם שכבת תחמוצת אלומיניום אנודייז לתוך מסכות צל מתאימות. המסכות יאפשרו כיסוי סלקטיבי של תחמוצת אבץ במהלך התצהיר המתוח.

הכנס את הדגימות לתא sputtering זה וליזום את תהליך התצהיר. שלוט בקצב התצהיר המתפתל ו בעובי הסופי של השכבה הפעילה TFT. לאחר תצהיר sputtering, להסיר את הדגימות מהתא ולהכין אותם לאידוי תרמי של הניקוז אלקטרודות המקור.

ייצור הטרנזיסטורים נחתם על ידי אידוי ניקוז האלומיניום ואלקטרודות המקור על ידי אידוי תרמי באמצעות מסכות צל מתאימות. עיצוב המסכה המשמש מאפשר ייצור של שלושה טרנזיסטרים בכל מצע. הכנס את הדגימות לתא האידוי ויוזם את הליך התצהיר.

לאחר אידוי ניקוז האלומיניום ואלקטרודות המקור, הסר את הדגימות מהתא. הסר את הדגימות מהמסכות ובדוק את האלקטרודות. הטרנזיסטים מוכנים לאפיון חשמלי.

האפיון החשמלי של ה- TFT מבוצע על ידי יצירת מגע לאלקטרודות הניקוז, המקור והגייט באמצעות מחברי בדיקה של קפיץ. האלקטרודות מחוברות אפוא למקור ערוץ כפול ויחידה למדידה. הקימורים האופייניים לטרנזיסטור מתקבלים על ידי קיטוב הניקוז ואלקטרודות המקור, כמו גם אלקטרודה השער ומדידת זרם התעלה.

הניתוח של הפרמטרים החשמליים TFT מתבצע על ידי התוויית עקומת העברת TFT ואת השורש הריבועי של זרם הניקוז כפונקציה של מתח השער. שיפוע העקומה מאפשר קביעת ניידות המכשיר. היירוט של שיפוע העקומה עם ציר ה- X מגדיר את מתח הסף TFT.

ניתוח התוצאות שהושגו העקמומיות של פלאקט-בורמן עיצוב של ניסויים, יכול להתבצע על ידי תוכנת ניתוח כגון Chemoface. בחר את העיצוב הניסיוני והזן עם נתוני הקלט. לכן, לחשב את האפקטים המתאימים עבור כל פרמטרים אנודיזציה ולנתח את התוצאות על ידי התוויית הנתונים בתרשים Pareto של אפקטים.

תרשים Pareto, מאפשר לך לדרג את גורמי אנודיזציה לפי ההשפעה על פרמטר תגובה ספציפי של ההתקן, כגון ניידות TFT. אז פלאקט-בורמן שימושית ממספר סיבות שונות. ראשית, זה מאפשר לך ללמוד מספר גורמים שונים, באופן שיטתי ובו זמנית.

ושימוש בגישות סטטיסטיות כגון ANOVA ורפרסיה, זה מאפשר לך לכמת, ולהבין את הגורמים המשמעותיים ביותר ואת הגורמים הפחות משמעותיים אשר משפיעים על תהליך אנודיזציה. אז אנחנו חושבים שגישת פלאקט-בורמן היא בעלת ערך רב באלקטרוניקה המודפסת. זה מאפשר לך במהירות וביעילות לסנן מספר גורמים שונים ולייעל את הגורמים באופן שיטתי ומהיר מאוד.

למרות שפיתחנו גישה זו עבור אנודיזציה, זה יכול לשמש בתחומים רבים אחרים בתוך פיתוח אלקטרוני מודפס.