Amorficzne półprzewodniki tlenkowe dla elektroniki przezroczystej i elastycznej

• Autorzy: Kaczmarski J. , Taube A. , Borysiewicz M. , Myśliwiec M. , Boll T. , Stiller K. , Kamińska E.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.8.13

Warianty tytułu

EN

Amorphous oxide semiconductors for transparent and flexible electronics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań są przezroczyste amorficzne półprzewodniki tlenkowe i przezroczyste tlenki przewodzące – unikatowa klasa materiałów elektronicznych łączących cechy amorficznej mikrostruktury i kontrolowanego przewodnictwa elektrycznego przy zachowaniu wysokiej transmisji optycznej w obszarze widzialnym. W ramach prac prowadzonych w Instytucie Technologii Elektronowej opracowano technologię wytwarzania przezroczystych amorficznych warstw In-Ga-Zn-O o kontrolowanych w szerokim zakresie właściwościach transportowych. Zrozumienie mechanizmów formowania się amorficznych warstw tego materiału oraz wpływu parametrów procesu osadzania na jego właściwości elektryczne umożliwiło wytworzenie stabilnych kontaktów prostujących oraz całkowicie przezroczystych tranzystorów MESFET na giętkich podłożach, w tym na folii i papierze. W przyszłości na bazie opracowanych przyrządów wytworzone zostaną zintegrowane telemedyczne systemy diagnostyki osobistej wykonane w formie elementów przyklejanych na skórę.

EN

The subject of work is an unique class of materials, namely transparent amorphous oxide semiconductors. These combine amorphous microstructure and optical transparency in visible wavelength spectrum with controllability of electrical conductivity, resulting in conductive to highly-resistive thin films. Within the work performed at the Instytut Technologii Elektronowej the technology of transparent and amorphous In-Ga-Zn-O thin films was elaborated. Understanding the mechanisms of the amorphous phase formation and structure-property correlation paradigm allows us to fabricate reliable Schottky barriers and fully transparent thin-film transistors on such flexible substrates as foil and paper. The performed work is the basis for future research concerning integrated autonomous Point-of-Care patch-like systems.

Słowa kluczowe

PL

elektronika przezroczysta; elektronika elastyczna; amorficzne półprzewodniki tlenkowe; tranzystory cienkowarstwowe

EN

transparent electronics; flexible electronics; amorphous oxide semiconductors; thin-film transistors

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 8
• Strony: 81--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kaczmarski J.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Taube A.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa
• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Warszawa

autor

Borysiewicz M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Myśliwiec M.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa
• Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Warszawa

autor

Boll T.

• Uniwersytet Technologiczny Chalmers, Wydział Fizyki, Göteborg

autor

Stiller K.

• Uniwersytet Technologiczny Chalmers, Wydział Fizyki, Göteborg

autor

Kamińska E.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] H. Hosono, N. Kikuchi, N. Ueda, H. Kawazoe, (1996) Working hypothesis to explore novel wide band gap electrically conducting amorphous oxides and examples., J. Non-Cryst. Solids 198–200, 165–169.
• [2] K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, T. Kamiya, M. Hirano, H. Hosono, (2004) Room-temperature fabrication of transparent flexible thin film transistors using amorphous oxide semiconductors, Nature 432, 488–492.
• [3] E. Fortunato, P. Barquinha, R. Martins, (2012) Oxide Semiconductor Thin-Film Transistors: A Review of Recent Advances, Adv. Mater. 24, 2945–2986.
• [4] A. Nathan, S. Lee, S. Jeon, J. Robertson, (2014) Amorphous oxide semiconductor TFTs for displays and imaging., IEEE/OSA Journal of Display Technology 10, 917–927.
• [5] J. Kaczmarski, T. Boll, M. A. Borysiewicz, A. Taube, M. Thuvander, J. Y. Law, E. Kamińska, K. Stiller, (2016) Controlling InGa-Zn-O thin films transport properties through density changes, Thin Solid Films 608, 57–61.
• [6] T. Kamiya, K. Nomura, H. Hosono, (2010) Present status of amorphous In-Ga-Zn-O thin-film transistors, Sci. Technol. Adv. Matt 11, 044305.
• [7] J. Kaczmarski, A. Taube, E. Dynowska, J. Dyczewski, M. Ekielski, D. Pucicki, E. Kamińska, A. Piotrowska, (2013) „In-GaZn-O amorphous thin-films for transparent electronics”, Proceedings of SPIE 8902.
• [8] J. Kaczmarski, A. Taube, E. Dynowska, J. Dyczewski, M. Ekielski, E. Kamińska, A Piotrowska, (2013) „Fabrication and Properties of Amorphous In-Ga-Zn-O Material and Transistors”, Acta Physica Polonica A 124, 855.
• [9] J. Grochowski, Y. Hanyu, K. Abe, J. Kaczmarski, J. Dyczewski, H. Hiramatsu, H. Kumomi, H. Hosono, T. Kamiya, (2015) „Origin of Lower Film Density and Larger Defect Density in Amorphous In–Ga–Zn–O Deposited at High Total Pressure”, IEEE Journal of Display Technology 11, 523.
• [10] H. Frenzel, A. Lajn, H. von Wenckstern, M. Lorenz, F. Schein, Z. Zhang, M. Grundmann, (2010) Recent Progress on ZnO Based Metal-Semiconductor Field-Effect Transistors and Their Application in Transparent Integrated Circuits, Adv. Mater. 22, 5332–5349.
• [11] J. Kaczmarski, J. Grochowski, E. Kamińska, A. Taube, J. Dyczewski, W. Jung, E. Dynowska, A. Piotrowska, (2015) „Transparent Amorphous Ru-Si-O Schottky Contacts to In-Ga-Zn-O”, IEEE Journal of Display Technology 11, 528.
• [12] J. Kaczmarski, J. Grochowski, E. Kamińska, A. Taube, M. Kozubal, W. Jung, E. Dynowska, A. Piorowska, (2014) „Diody Schottky’ego i tranzystory MESFET na bazie In-GaZn-O z przezroczystą bramką Ru-Si-O”, Elektronika 55, 24.
• [13] J. Kaczmarski, J. Grochowski, E. Kamińska, A. Taube, W. Jung, A. Piotrowska, (2014) „In–Ga–Zn–O MESFET with transparent amorphous Ru–Si–O Schottky barier”, Physica Status Solidi – Rapid Research Letters 8, 625.
• [14] J. Kaczmarski, J. Grochowski, E. Kamińska, A. Taube, M. A. Borysiewicz, K. Pągowska, W. Jung, A. Piotrowska, (2015) „Enhancement of Ru-Si-O/In-Ga-Zn-O MESFET performance by reducing depletion region trap density”, IEEE Electron Device Letters 36, 69.
• [15] J. Kaczmarski, M. A. Borysiewicz, K. Pągowska, E. Kamińska, (2016) „Fabrication and properties of amorphous Zinc Oxynitride thin films”, Acta Physica Polonica A 129, 150.