박막 트랜지스터의 알루미늄 산화물 유전체 층에 대한 양극 산화 매개변수의 영향

다음은 프로토콜의 개요입니다. 우리는 전분해액을 준비하고, 물을 혼합하고, 에틸렌 글리콜과 타르타르산을 혼합하는 것으로 시작합니다. 그 후, 기판 유리 슬라이드는 알칼리성 세제 용액, 아세톤 및 이소프로판올의 초음파 처리에 의해 세척되어야 하며 RF 플라즈마 세척이 뒤따릅니다.

TFT의 건설은 깨끗한 유리 기판에 알루미늄 전극을 증착하여 수행됩니다. 그 다음으로 산화 아연 활성 층의 알루미늄 산화물 스퍼터링으로 의 양극화하고 배수원 전극을 증발시켰다. 알루미늄 양극 산화 공정은 알루미늄 코팅 유리 기판과 소스 측정 장치에 연결된 금 도금, 스테인레스 강판을 침수하여 수행됩니다.

이 공정은 산화물의 두께를 결정하는 최종 전압까지 전압이 선형으로 증가하는 시스템에 일정한 전류를 가하는 것으로 시작됩니다. 따라서 시스템 전체의 전류가 0으로 떨어질 때까지 전압이 일정하게 유지됩니다. TFT의 전기 특성화는 이중 채널 소스 측정 장치를 게이트, 드레인 및 소스 전극에 연결하여 수행됩니다.

이송 곡선은 일정한 드레인 소스 전압에서 게이트 전압을 변화시키고 배수 소스 전류를 측정하여 얻어진다. 전기 이동성은 TFT 전송 곡선에서 결정될 수 있습니다. 실험의 Placket-Burman 디자인은 실험 조건에서 결정되는 낮은 수준에서 높은 수준으로 타는 양극 산화 요인을 표시하여 수행됩니다.

Placket-Burman 매트릭스는 소정의 수준에서 양극률의 상이한 조합에 해당하는 12개의 실험 실행에 의해 구성됩니다. 우리는 문 유전체 층으로 양극 산화 알루미늄 산화물을 사용하여 산화 아연 주석 채워진 트랜지스터를 구축하는 프로토콜에 여기에 제시한다. 게이트 유전체의 양극산화 공정 파라미터만 다양하게 TFTS의 성능을 최적화할 수 있음을 보여줍니다.

전해질 용액은 에틸렌 글리콜 84mL을 타르타르산 1.5g에 혼합하여 제조한다. 따라서 16mL의 탈온화된 물을 용액에 넣고 부드럽게 흔들어 줍니다. 그 후, 타르타르산의 완전한 용해가 될 때까지 약 30분 동안 용액을 저어줍니다.

전해질의 pH를 조정하기 위해 암모니아 수산화에서 두 개의 주식 솔루션을 준비합니다. 농축된 용액은 약 28%이고 농축액이 약 2%나 적어 더 농축된 암모늄 수산화용액을 사용하여 pH의 거친 조정을 할 수 있다. pH가 원하는 값에 가까우면 5 개 또는 6, pH를 미세하게 조정하기 위해 덜 농축 된 솔루션을 사용합니다.

기판 세척 절차는 알칼리성 세제 용액의 유리 기판을 초음파 처리하여 시작하며, 50분 동안 섭씨 16도에서 5%의 부피를 초음파 처리합니다. 그 후, 기판은 어떤 잔류물을 제거하기 위해 탈이온 물에 풍부하게 헹구는다. 깨끗하고 건조한 공기 또는 질소로 불어 기판을 건조시다.

말린 기판은 5 분 동안 아세톤으로 다시 초음파 처리됩니다. 아세톤에서 제거하고 깨끗한 건조한 공기 또는 질소에서 다시 건조하십시오. 이소프로파놀에서 5분간 다시 한 번 초음파 처리합니다.

이소프로판놀에서 제거하고 건조 절차를 반복하십시오. 기판을 RF 플라즈마 클리너에 적재하고 챔버를 대피시다. 진공이 발생하면 중간 전원에서 RF를 켜고 5분 간 방치하여 세척 절차를 완료합니다.

플라즈마 클리너에서 기판을 제거하고 알루미늄 게이트 전극의 열 증발을 위해 적절한 그림자 마스크가있는 샘플 홀더에 로드합니다. 섀도우 마스크는 알루미늄 게이트 전극 영역을 결정하는 스테인리스 레이저 컷 시트입니다. 유리 슬라이드를 열 증발 챔버에 삽입하고 증착 절차를 시작합니다.

알루미늄 게이트 전극을 증발 속도와 필름의 최종 두께를 미세하게 제어하여 예치합니다. 증발 후 챔버에서 샘플을 제거합니다. 그리고 전극이 제대로 기탁되었는지 확인합니다.

알루미늄 게이트 전극의 양극화는 알루미늄 코팅 유리 슬라이드와 금 도금 스테인리스 강판을 클립 커넥터에 연결하여 시작됩니다. 따라서 전극은 전해질 용액에 침수되고 케이블은 소스 측정 장치에 연결됩니다. 전극에 일정한 전류를 적용합니다.

전압 강하는 알루미늄 산화물 의 성장이 제대로 발생하고 있음을 입증, 선형적으로 증가해야합니다. 설정된 최종 전압이 달성되면 SMU를 일정한 전압 모드로 전환하고 전류가 0으로 떨어질 때까지 기다립니다. 양극 산화 절차를 마친 후, 탈이온 수에서 기판을 풍부하게 헹구는 다.

그리고 건조하고 깨끗한 공기 또는 질소로 기판을 건조시켜 마무리하십시오. 트랜지스터 활성 층의 증착은 양극 산화 알루미늄 산화물 층을 가진 기판을 적절한 그림자 마스크에 삽입하여 수행됩니다. 마스크는 스퍼터링 증착 중에 산화 아연의 선택적 커버를 허용합니다.

이 스퍼터링 챔버에 샘플을 삽입하고 증착 과정을 시작합니다. TFT 활성 층의 스퍼터링 증착 속도와 최종 두께를 제어합니다. 스퍼터링 증착 후 챔버에서 샘플을 제거하고 드레인 및 소스 전극의 열 증발을 준비합니다.

트랜지스터 제조는 적절한 그림자 마스크를 사용하여 열 증발에 의해 알루미늄 드레인 및 소스 전극을 증발시킴으로써 결론을 내린다. 사용된 마스크 설계를 통해 각 기판에 3개의 트랜지스터를 제작할 수 있습니다. 증발 챔버에 샘플을 삽입하고 증착 절차를 시작합니다.

알루미늄 드레인 및 소스 전극의 증발 후 챔버에서 샘플을 제거합니다. 마스크에서 샘플을 제거하고 전극을 확인합니다. 트랜지스터는 전기 특성화에 대한 준비가되어 있습니다.

TFT의 전기적 특성화는 스프링 프로브 커넥터를 사용하여 배수구, 소스 및 게이트 전극에 접촉함으로써 수행됩니다. 따라서 전극은 이중 채널 소스 및 측정 장치에 연결됩니다. 트랜지스터 특성 곡선은 배수구 및 소스 전극뿐만 아니라 게이트 전극을 편광하고 채널 전류를 측정하여 얻어진다.

TFT 전기 파라미터의 분석은 게이트 전압의 함수로서 배수 전류의 TFT 전송 곡선 및 제곱 근을 플로팅하여 수행됩니다. 곡선의 경사를 통해 장치 이동성의 측정이 허용됩니다. X축을 사용하여 곡선의 경사를 가로채면 TFT 임계값 전압이 정의됩니다.

실험의 Placket-Burman 설계의 곡률을 얻은 결과의 분석은, Chemoface와 같은 분석 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 실험 설계를 선택하고 입력 데이터를 입력합니다. 따라서 각 양극 산화 매개 변수에 대한 해당 효과를 계산하고 효과의 파레토 차트에서 데이터를 플로팅하여 결과를 분석합니다.

Pareto 차트를 사용하면 TFT 이동성과 같은 특정 장치 응답 매개 변수에 미치는 영향으로 양극 산화 계수의 순위를 매길 수 있습니다. 그래서 플래킷 버먼은 여러 가지 이유로 유용합니다. 첫째, 체계적이고 동시에 여러 가지 요인을 연구할 수 있습니다.

그리고 ANOVA 및 회귀와 같은 통계적 접근 방식을 사용하면 양극산화 프로세스에 영향을 미치는 가장 중요한 요소와 가장 중요한 요인을 정량화하고 이해할 수 있습니다. 그래서 우리는 플래킷 버만 접근 방식이 인쇄 된 전자 제품에서 매우 중요하다고 생각합니다. 그것은 신속 하 고 효과적으로 다양 한 다른 요인의 수를 선별 하 고 매우 체계적이 고 빠른 방식으로 요인을 최적화 할 수 있습니다.

우리는 양극 산화를 위한 이 접근 법을 개발했습니다, 인쇄된 전자 개발 내의 많은 그밖 지역에서 사용될 수 있었습니다.