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Development of Low-Temperature ambipolar a-SiGe:H Thin-Film transistors technology
MIGUEL ANGEL DOMINGUEZ JIMENEZ
PEDRO ROSALES QUINTERO
ALFONSO TORRES JACOME
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Thin film transistors
Low-temperature production
Amorphous semiconductors
Simulation
Electronic devices and systems fabricated on flexible substrates are growing attention within both the research and the industrial communities. Thin-film transistors (TFTs) based on a-Si:H technology have attracted interest due to potential low-temperature process to be integrated in flexible electronics technology. Although complementary metal oxide semiconductor (CMOS) logic circuits, based on separated n- and p-type doped deposited layers, are currently under development, the use of ambipolar TFTs, operating as either p- or n-type transistors, can simplify the design and reduce the cost for the fabrication of the complementary logic circuits. Hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) has been typically used as the active layer of TFTs. However, due to the preference for unipolar operation (n-type), other materials have been proposed for such applications. An alternative to improve the electrical characteristics of low-temperature ambipolar TFTs is hydrogenated amorphous silicon germanium (a-SiGe:H). Recently, we have demonstrated a-SiGe:H with excellent electronic properties. The a-SiGe:H films show an estimated mobility higher than that of a-Si:H which indicates probably ambipolarity. In this thesis the fabrication and characterization of the ambipolar a-SiGe:H TFTs at 200 °C are presented. Also, the characterization of each one of the films present in the TFT structure in order to obtain the best deposition conditions is presented. Moreover, simulations of the device using physical and spice models are performed to get a comprehensive study on the main transport mechanism of the device.
Recientemente, los transistores de Película Delgada (TFTs) han resultado atractivos para la industria y la comunidad científica debido a su potencial aplicación en Electrónica flexible y de área grande. La posibilidad de desarrollar circuitos lógicos a bajo costo con un bajo consumo de potencia usando estos dispositivos ha ido adquiriendo mayor importancia. Actualmente, se están desarrollando dispositivos basados en películas separadas tipo n y p como capas activas. Sin embargo el uso de TFTs ambipolares, que operan como transistores tipo n o p dependiendo de la polarización, pueden simplificar el diseño y reducir el costo de fabricación de los circuitos lógicos. El Silicio amorfo hidrogenado ha sido el material mas utilizado como capa activa en TFTs. Sin embargo, debido a su operación unipolar (tipo n) se han buscado otros materiales alternativos para estas aplicaciones. Una alternativa para obtener ambipolaridad a bajas temperaturas (≤200°C) es el Silicio-Germanio Amorfo Hidrogenado (a- SiGe:H). Investigaciones realizadas en el Laboratorio de Microelectrónica del INAOE estiman que la película de a-SiGe:H posee valores de movilidad de electrones y huecos relativamente altos, esto es necesario para obtener ambipolaridad. En este trabajo se describe el proceso de fabricación y caracterización de los TFTs ambipolares de a-SiGe:H a 200°C. Así como la caracterización de las películas que componen el dispositivo, para obtener las mejores condiciones de depósito. Además, por medio de simulaciones se logra comprender los mecanismos de transporte que dominan el funcionamiento del dispositivo.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2012-03
Tesis de doctorado
Inglés
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Dominguez-Jimenez M.A.
ELECTRÓNICA
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