Hidrojene edilmiş amorf silisyum tabanlı ince film transistör piksel üretimi ve elektriksel karakterizasyonu
Fabrication and electrical characterization of hydrogenized based amorphous silicon thin film transistor pixels
Yazar: ÇAĞLA SELALMAZ
Danışman: PROF. DR. ORHAN ÖZDEMİR ; DR. SEMA MEMİŞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Transistör = Transistor

Özet:
Bu çalışma TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi'nin, 320 x 240 Piksel RGB AMOLED Aviyonik Ekran Geliştirilmesi isimli projesi tarafından desteklenmiştir. 4x4 ITO kaplı cam alttaş üzerine alt kapı elektrotlu hidrojene edilmiş amorf silisyum tabanlı ince film transistör piksel üretimi ve elektriksel karakterizasyonunu konu almaktadır. Hidrojene edilmiş amorf silisyum tabanlı TFT'ler günümüzde ekran teknolojileri başta olmak üzere esnek elektronik cihazlar, güneş panelleri, sensörler, ve medikal cihazlar gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadırlar. Yaygın olarak kullanılan bu teknoloji çağımızda çok önemli bir konuma gelmiş bulunmaktadır. Hem üretim maliyetinin ucuz olması hem de biriktirme sıcaklıklarının düşük olması hidrojene amorf silisyumun kullanımına olan yönelimi arttırmıştır. Bu çalışmada üretimi gerçekleştirilen TFT katman yapısını oluşturmak için; kapı, kaynak ve savak elektrotları olarak krom malzeme, kapı dielektriği malzemesi olarak SiNx, aktif katmanlar için ise hidrojene edilmiş özden amorf silisyum ve n tipi katkılı amorf silisyum malzemeler kullanılmıştır. Kullanılan mikrofabrikasyon teknikleri olarak; desenleme için fotolitografi, elektrot katmanları kaplamak için DC Magnetron Sputtering (Püskürtme) metodu, dielektrik SiNx katmanı için PECVD sistemi ile biriktirme yöntemi ve aşındırma işlemleri için de ICP-RIE cihazı kullanılmıştır. 
Çalışmanın amacı vakum ortamında yapılan tavlama işlemi ile üretilen TFT'lerin elektriksel performansına bağlı değişimini gözlemektir. Çalışma sonucunda başarıyla üretimi gerçekleştirilen Hidrojene edilmiş amorf silisyum tabanlı TFT yapıların elektriksel ölçümleri sonucunda ID-VDS grafikleri elde edilmiştir. Ve hesaplaması yapılan TFT'ler içerisinde en yüksek değer olan 0.82 cm2V -1 s -1 mobilite değerine ulaşılmıştır.

Abstract:
This study was supported by the Scientific and Technological Research Council of Turkey (TÜBİTAK) under the project titled "Development of 320 x 240 Pixel RGB AMOLED Avionics Display". It focuses on the production and electrical characterization of hydrogenated amorphous silicon-based thin-film transistor (TFT) pixels on a 4x4-inch ITO coated glass substrate with bottom-gate electrode. Hydrogenated amorphous silicon TFTs are widely used in various fields, including display technologies, flexible electronic devices, solar panels, sensors, and medical devices. This technology has become increasingly important in our modern era due to its low production cost and low deposition temperatures, which have contributed to the growing interest in using hydrogenated amorphous silicon. In this study, the TFT layer structure was formed using chrome material for the gate, source, and drain electrodes, SiNx material for the gate dielectric, and hydrogenated amorphous silicon and n-doped amorphous silicon materials for the active layers. Microfabrication techniques such as photolithography were used for patterning, DC Magnetron Sputtering method for electrode deposition, PECVD system for SiNx dielectric layer deposition, and ICP-RIE device for etching processes.
The aim of the study is to observe the changes in electrical performance of the produced TFTs by annealing in vacuum environment. By successfully producing hydrogenated amorphous silicon-based TFT structures, ID-VDS curves were obtained through electrical measurements. Among the calculated TFTs, a mobility value of 0.82 cm2V-1s-1, which is the highest value, was achieved.