20. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 26 Aralık 2014 Sol jel spin kaplama metodu ile ZnO-TFT üretimi ve karakterizasyonu Şerif Rüzgar1, Seval Aksoy1, Müjdat Çağlar1, Yasemin Çağlar1, Saliha Ilıcan1, Fahrettin Yakuphanoğlu2 Anadolu Üniversitesi, Fizik Bölümü 26470, Eskişehir, Türkiye 2 Fırat Üniversitesi, Fizik Bölümü 23119 Elazığ, Türkiye Geçirgen iletken oksit filmler farklı optoelektronik uygulamalarda kullanıldıklarından dolayı son yıllarda yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. Bu oksitler arasında olan çinko oksit (ZnO) yüksek eksiton bağlanma enerjisine (60meV), yüksek elektriksel taşıyıcı hareketliliğine, geniş optik enerji bant aralığına (3,37eV; oda sıcaklığında) ve kimyasal kararlığa sahip bir yarıiletkendir. Bu benzersiz özellikleri sayesinde güneş pili, kimyasal sensör, ışık yayan diyot ve ince film transistörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. ZnO bu uygulamalarının yanında, yüksek mobilite, optik geçirgenlik ve düzenli yapıya sahip olması nedeni ile de, endüstride yoğun bir şekilde kullanılmakta olan amorf ve polikristal tabanlı silisyum transistörlere iyi bir alternatiftir. Bu çalışmada, ucuz, vakum gerektirmeyen, kolay uygulanabilen ve güvenli bir yöntem olan sol jel spin kaplama metodu ile ZnO filmleri elde edilmiş ve bu filmler kullanılarak ZnO ince film transistörünün (ZnO-TFT) fabrikasyonu yapılmıştır. ZnO filmi, 0,05 M lık çözelti kullanılarak, 100 nm kalınlığındaki p-Si/SiO2 alttaş üzerine büyütülmüş ve 750oC sıcaklıkta 2 saat boyunca tavlanmıştır. Elde edilen ZnO filminin morfolojik karakterizasyonu ZEISS ULTRA PLUS yüksek çözünürlüklü FESEM cihazı kullanılarak araştırılmıştır. Transistör fabrikasyonu aşamasında, omik kontaklar “shadow maske”ler kullanılarak yapılmıştır. Source ve drain kontakları Al metali buharlaştırılarak ve gate kontağı ise Ag metali buharlaştırılarak oluşturulmuştur (Şekil 1). ZnOTFT transistörünün elektriksel karakterizasyonu oda sıcaklığında KEITHLEY 4200 model yarıiletken karakterizasyon cihazına bağlı SIGNATONE marka prob istasyonunda yapılmıştır. Fabrikasyonu yapılan transistörün output grafiği Şekil 2’ de verilmiş ve ZnO-TFT nin n-kanal transistör davranışı gösterdiği belirlenmiştir. Transistörler için önemli parametreler olan field effect mobilitesi, threshold voltajı ve on/off akım oranı değerleri hesaplanmıştır. Al source kontağı Al drain kontağı ZnO SiO2 p-‐Si Ag gate kontağı Şekil 1. ZnO-TFT nin şematik yapısı 1.0x10-3 60V -4 54V 8.0x10 Drain Current(A) 1 48V 6.0x10-4 42V 36V 4.0x10-4 30V 24V 2.0x10-4 18V 12V 6V 0V 0.0 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Drain Voltage(V) Şekil 2. ZnO-TFT nin output karakteristiği Teşekkür: Bu çalışma, Anadolu Üniversitesi Bilimsel Araştırma Komisyonu 1101F009 no’lu projeleri tarafından desteklenmiştir.
© Copyright 2024 Paperzz
