İnce Film Transistörlerinin Alüminyum Oksit Dielektrik Tabakasına Anodizasyon Parametrelerinin Etkisi

Protokolün genel görünümü aşağıdadır. Elektrolitik solüsyon, karıştırma suyu, etilen glikol ve tartarik asit hazırlayarak başlıyoruz. Bundan sonra, substrat cam slaytlar alkali deterjan çözeltisi sonication tarafından temizlenmesi gerekir, aseton ve izopropanol RF plazma temizleme takip.

TFT'nin yapımı, temiz cam yüzeylere alüminyum elektrot yatırılarak yapılır. Çinko oksit aktif tabaka ve termal buharlaşma drenaj kaynağı elektrotların alüminyum oksit püskürtme içine anodization ardından. Alüminyum anodizasyon işlemi, alüminyum kaplı cam alt tabaka ve kaynak ölçüm ünitesine bağlı altın kaplama paslanmaz çelik sac daldırma ile gerçekleştirilir.

İşlem, oksit kalınlığını belirleyen son gerilime kadar doğrusal olarak artan bir gerilimle sistemde sabit akım uygulanarak başlar. Bu nedenle, sistem genelinde akım sıfıra düşene kadar gerilim sabit tutulur. TFT'lerin elektriksel karakterizasyonu, çift kanallı bir kaynak ölçüm ünitesinin kapıya, drenaja ve kaynak elektrotlarına bağlanmasıyla gerçekleştirilir.

Transfer eğrisi, sabit bir drenaj kaynağı geriliminde geçit geriliminin değişmesi ve drenaj kaynağı akımının ölçülmesi ile elde edilir. Elektriksel hareketlilik TFT transfer eğrisinden belirlenebilir. Deneylerin Placket-Burman tasarımı, deneysel koşullardan belirlenen düşükten yüksek seviyeye hangi sürüşolursa olsun, Anodizasyon faktörlerinin etiketlenmesiyle gerçekleştirilir.

Placket-Burman matrisi, önceden belirlenmiş seviyelerde ki Anodizasyon faktörlerinin farklı kombinasyonlarına karşılık gelen on iki deneysel çalışmadan oluşur. Burada bir protokol bir kapı dielektrik tabaka olarak anodize alüminyum oksit kullanarak çinko oksit tin dolu transistörler oluşturmak için salıyoruz. Sadece kapı dielektriklerinin anodizasyon proses parametrelerini değiştirerek TFTS'nin performansını optimize etmek mümkün olduğunu gösteriyoruz.

Elektrolitik çözelti 84 mL etilen glikol ile 1,5 g tartarik asit karıştırılarak hazırlanır. Bu nedenle çözeltiye 16 mL deiyonize su ekleyin, çözeltiyi hafifçe sallayın. Bundan sonra, tartarik asit tam çözünme kadar yaklaşık 30 dakika çözeltikarıştırın.

Elektrolitin pH'ını ayarlamak için amonya hidroksitten iki stok çözeltisi hazırlayın. Daha konsantre çözelti yaklaşık % 28 ve daha az konsantre yaklaşık% 2 daha konsantre daha konsantre amonyum hidroksit çözeltisi kullanarak pH kaba ayarı olun. pH istenilen değere beş veya altı yakın olduğunda, pH'ı ince ayarlamak için daha az konsantre çözeltiyi kullanın.

Substrat temizleme işlemi alkalide deterjan çözeltisi, 50 dakika boyunca 16 santigrat derecede hacim% 5 cam yüzeyler sonicating ile başlar. Bundan sonra, substratlar herhangi bir kalıntı kaldırmak için deiyonize suda bol caymak. Temiz, kuru hava veya azot ile üfleyerek substrat kuru.

Kurutulmuş yüzeyler beş dakika boyunca aseton içinde tekrar sonicated edilir. Temiz kuru hava veya azot asetondan çıkarın ve tekrar kurulayın. Sonicate bir kez daha beş dakika için isopropanol içinde.

Izopropanol çıkarın ve kurutma prosedürü tekrarlayın. Yüzeyleri bir RF plazma temizleyicisine yükleyin ve odayı boşaltın. Vakum elde edildiğinde, orta güçte RF'yi açın ve temizleme işlemini tamamlamak için beş dakika bekletin.

Plazma temizleyicisinden yüzeyleri çıkarın ve alüminyum kapı elektrodusu termal buharlaşma için uygun gölge maskeleri ile bir örnek tutucu içine yükleyin. Gölge maskesi, alüminyum kapı elektrot alanını belirleyen paslanmaz lazer kesim levhadır. Cam slaytları termal buharlaşma odasına yerleştirin ve biriktirme işlemini başlatın.

Alüminyum kapı elektrodubuharlaşma oranı ve filmin son kalınlığı ince kontrol ile mevduat. Buharlaşmadan sonra, örnekleri hazneden çıkarın. Elektrotların düzgün bir şekilde yatırılmış olup olmadığını kontrol edin.

Alüminyum kapı elektrodu anodization klip konektörleri alüminyum kaplı cam slayt ve altın kaplama paslanmaz çelik levha bağlanarak başlar. Bu nedenle elektrotlar elektrolitik çözeltiye batırılır ve kablolar Kaynak-Ölçü Ünitesine bağlanır. Elektrotlara sabit akım uygulayın.

Gerilim düşüşü doğrusal olarak artmak zorundadır, alüminyum oksit büyüme düzgün meydana geldiğini gösteren. Kurulan son voltaj elde edildiğinde, SMU'yu sabit voltaj moduna geçin ve akım sıfıra düşene kadar bekleyin. Anodizasyon işlemini tamamladıktan sonra, deiyonize suda substratı bol calıstın.

Ve kuru, temiz hava veya azot substrat kurutarak bitirmek. Transistör aktif tabakasının birikimi, substrat ile anodize alüminyum oksit tabakası nın uygun gölge maskelerine eklenmesiyle gerçekleştirilir. Maskeler fışkırtma birikimi sırasında çinko oksit seçici kaplama izin verecek.

Örnekleri bu püskürtme odasına yerleştirin ve biriktirme işlemini başlatın. Püskürtme biriktirme hızını ve TFT etkin tabakasının son kalınlığını kontrol edin. Püskürtme birikiminden sonra, numuneleri hazneden çıkarın ve drenaj ve kaynak elektrotların termal buharlaşmasına hazırlayın.

Transistör imalatı, alüminyum drenaj ve kaynak elektrotların uygun gölge maskeleri kullanılarak termal buharlaşma ile buharlaşması ile sonuçlandırılır. Kullanılan maske tasarımı, her bir alt tabakada üç transistörün üretilmesine olanak tanır. Örnekleri buharlaşma odasına yerleştirin ve biriktirme işlemini başlatın.

Alüminyum drenaj ve kaynak elektrotların buharlaşmasından sonra, örnekleri hazneden çıkarın. Maskelerden örnekleri çıkarın ve elektrotları kontrol edin. Transistörler elektriksel karakterizasyon için hazır.

TFT'nin elektriksel karakterizasyonu, yay prob konektörleri kullanılarak drenaj, kaynak ve kapı elektrotlarına temas edilerek gerçekleştirilir. Bu nedenle elektrotlar çift kanallı bir kaynak ve ölçüm ünitesine bağlanır. Transistör karakteristik eğrileri, drenaj ve kaynak elektrotların polarize olmasının yanı sıra kapı elektrodu ve kanal akımının ölçülmesi ile elde edilir.

TFT elektrik parametrelerinin analizi, Kapı geriliminin bir fonksiyonu olarak TFT aktarım eğrisi ve drenaj akımının kare kökü çizilerek gerçekleştirilir. Eğrinin eğimi cihaz hareketliliğinin belirlenmesine izin verir. X ekseni ile eğrinin eğiminin kesişme TFT eşik gerilimini tanımlar.

Placket-Burman deneylerinin eğriliğini elde edilen sonuçların analizi, Chemoface gibi bir analiz yazılımı ile gerçekleştirilebilir. Deneysel tasarımı seçin ve giriş verileriyle girin. Bu nedenle, her anodization parametreleri için karşılık gelen etkileri hesaplamak ve etkileri pareto grafik verileri çizerek sonuçları analiz.

Pareto grafiği, anodizasyon faktörlerini TFT mobilitesi gibi belirli bir cihaz yanıt parametresi üzerindeki etkisine göre sıralamanızı sağlar. Yani Placket-Burman birçok farklı nedenden dolayı yararlıdır. İlk olarak, sistematik ve aynı anda, farklı faktörlerin bir dizi çalışma sağlar.

ANOVA ve regresyon gibi istatistiksel yaklaşımları kullanarak, anodizasyon sürecini etkileyen en önemli faktörleri ve en az önemli faktörleri ölçmenizi ve anlamanızı sağlar. Bu yüzden Placket-Burman yaklaşımının basılı elektronikte çok değerli olduğunu düşünüyoruz. Bir dizi farklı faktörü hızlı ve etkili bir şekilde taramanızı ve faktörleri çok sistematik ve hızlı bir şekilde optimize etmenizi sağlar.

Bu yaklaşımı anodizm için geliştirmiş olsak da, basılı elektronik geliştirme içinde birçok alanda kullanılabilir.