Metal- yalıtkan- metal (MIM) paralel plaka yapısında ince film seramik kapasitör imal edilmiş ve oda sıcaklığı koşullarında karakterize edilmiştir. Baryum Stronsiyum Titanyum (BST) ince filmler, RF magnetron saçtırma fiziksel buhar biriktirme (PVD) tekniği ile 450 ℃ sıcaklığındaki alttaş üzerinde üretildi. Bundan sonra, dielektrik uygulamalar için en uygun yapıyı tanımlamak amacıyla farklı alttaşlar (Cam, Silikon, Kuvars) üzerindeki BST ince filmler için yapısal, optik ve elektriksel karakterizasyonları yapıldı. Uygun kristal yapıyı tanımlamak için amorf BST ince filmler, atmosferik ortamda ve farklı sıcaklıklarda 500 ℃ ile 1000 ℃ arasında tavlanmıştır. Molibden Disilisit (MoSi2) ince film seramik iletkenler, PVD DC magnetron saçtırma tekniği ile farklı altlıklar (Cam, p / n tipi Silikon, Kuvars) üzerinde ve 300 ℃, alttaş sıcaklığında biriktirildi. Daha sonra, aygıt kontak uygulamaları için iyi iletkenliğe sahip MoSi2 seramik ince film üretmek amacıyla, en uygun üretim tekniğini ve işlemlerini tanımlamak için elektriksel ve fiziksel karakterizasyonlar yapılmıştır. Farklı altlıklarda, farklı tavlama işlemleri ve ortam desteğiyle MoSi2 tetra kristal fazı elde edildi. En iyi sonuç, atmosferik basınçta saf azot (N2 - 5N saflıkta) gazı akışında, bir saat boyunca 1100 ℃' de tavlanan n-tipi silikon altlık üzerinde elde edildi. Farklı metal kontaklar; Gümüş (Ag), Bakır (Cu) ve İndiyum (In), ince film aygıtı üst kontağı olarak, PVD termal buharlaştırma tekniği ile üretildi. MIM paralel plakalı ince film seramik kapasitörler; MoSi2 (Alt kontak) - BST (Dielektrik Perovskite yalıtkan) -Ag, Cu, In ve MoSi2 (Üst kotak) yapısı ile üretilmiştir. En iyi sonuç; sırasıyla 405.18 nF.cm-2 ve 85.209 kapasitans yoğunluğu ve dielektrik sabiti ile MoSi2-BST-Ag yapısından elde edilmiştir. Öte yandan, 0.024 ile takdir edilebilir bir kayıp tanjantı, MoSi2-BST-In yapısında elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: MIM Ince Film Seramik Kapasitör, BST Dielektrik, Molibden Disilisit Alt Kontak, Ince Film, Nanoteknoloji, Ferroelektrik DRAM.
Metal-Insulator-Metal (MIM) parallel plate structure thin film ceramic capacitor has been fabricated and characterized under the room temperature conditions. Barium Strontium Titanite (BST) thin film fabricated by RF magnetron sputtering physical vapor deposition technique (PVD) at a substrate temperature of 450 ℃. After that, the structural, optical and electrical characterization achieved for BST thin films on different substrates (glass, silicon, quartz) to define the convenient structure for dielectric applications. The amorphous BST thin films have annealed at different temperatures in atmospheric ambient from 500 ℃ up to 1000 ℃ to define the suitable crystal structure. Molybdenum disilicide (MoSi2) thin film ceramic conductors have deposited by PVD DC magnetron sputtering technique at a substrate temperature of 300 ℃ on different substrates (glass, p/n-type silicon, quartz). Then, electrical and physical characterizations have achieved to define the suitable production technique and processes to produce MoSi2 ceramic thin film with good conductivity for device contact applications. MoSi2 tetra crystal phase has obtained after different annealing processes and ambient support, for different substrates. The best result was on the n-type silicon substrate annealed at 1100 ℃ for one hour in pure nitrogen (N2 – 5N purity) gas flux at atmospheric pressure. Different metal contacts; Silver (Ag), Copper (Cu) and Indium (In), have been produced by PVD thermal evaporation technique as a thin film device top contact. MIM parallel plates thin film ceramic capacitors have been fabricated with structure of MoSi2 (Bottom Contact) - BST (Dielectric Perovskite Insulator)-Ag, Cu, In and MoSi2 (Top Contact). The best result gained from the structure of MoSi2-BST-Ag for capacitance density and dielectric constant 405.18 nF.cm-2 and 85.209 respectively. While, appreciated loss tangent has been gained from structure MoSi2-BST-In as it was 0.024. Keywords: MIM thin film ceramic capacitor, BST Dielectric, Molybdenum disilicide bottom contact, Thin film, Nanotechnology, Ferroelectric DRAM.
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, 2019.
Kaynakça var.
Metal- yalıtkan- metal (MIM) paralel plaka yapısında ince film seramik kapasitör imal edilmiş ve oda sıcaklığı koşullarında karakterize edilmiştir. Baryum Stronsiyum Titanyum (BST) ince filmler, RF magnetron saçtırma fiziksel buhar biriktirme (PVD) tekniği ile 450 ℃ sıcaklığındaki alttaş üzerinde üretildi. Bundan sonra, dielektrik uygulamalar için en uygun yapıyı tanımlamak amacıyla farklı alttaşlar (Cam, Silikon, Kuvars) üzerindeki BST ince filmler için yapısal, optik ve elektriksel karakterizasyonları yapıldı. Uygun kristal yapıyı tanımlamak için amorf BST ince filmler, atmosferik ortamda ve farklı sıcaklıklarda 500 ℃ ile 1000 ℃ arasında tavlanmıştır. Molibden Disilisit (MoSi2) ince film seramik iletkenler, PVD DC magnetron saçtırma tekniği ile farklı altlıklar (Cam, p / n tipi Silikon, Kuvars) üzerinde ve 300 ℃, alttaş sıcaklığında biriktirildi. Daha sonra, aygıt kontak uygulamaları için iyi iletkenliğe sahip MoSi2 seramik ince film üretmek amacıyla, en uygun üretim tekniğini ve işlemlerini tanımlamak için elektriksel ve fiziksel karakterizasyonlar yapılmıştır. Farklı altlıklarda, farklı tavlama işlemleri ve ortam desteğiyle MoSi2 tetra kristal fazı elde edildi. En iyi sonuç, atmosferik basınçta saf azot (N2 - 5N saflıkta) gazı akışında, bir saat boyunca 1100 ℃' de tavlanan n-tipi silikon altlık üzerinde elde edildi. Farklı metal kontaklar; Gümüş (Ag), Bakır (Cu) ve İndiyum (In), ince film aygıtı üst kontağı olarak, PVD termal buharlaştırma tekniği ile üretildi. MIM paralel plakalı ince film seramik kapasitörler; MoSi2 (Alt kontak) - BST (Dielektrik Perovskite yalıtkan) -Ag, Cu, In ve MoSi2 (Üst kotak) yapısı ile üretilmiştir. En iyi sonuç; sırasıyla 405.18 nF.cm-2 ve 85.209 kapasitans yoğunluğu ve dielektrik sabiti ile MoSi2-BST-Ag yapısından elde edilmiştir. Öte yandan, 0.024 ile takdir edilebilir bir kayıp tanjantı, MoSi2-BST-In yapısında elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: MIM Ince Film Seramik Kapasitör, BST Dielektrik, Molibden Disilisit Alt Kontak, Ince Film, Nanoteknoloji, Ferroelektrik DRAM.
Metal-Insulator-Metal (MIM) parallel plate structure thin film ceramic capacitor has been fabricated and characterized under the room temperature conditions. Barium Strontium Titanite (BST) thin film fabricated by RF magnetron sputtering physical vapor deposition technique (PVD) at a substrate temperature of 450 ℃. After that, the structural, optical and electrical characterization achieved for BST thin films on different substrates (glass, silicon, quartz) to define the convenient structure for dielectric applications. The amorphous BST thin films have annealed at different temperatures in atmospheric ambient from 500 ℃ up to 1000 ℃ to define the suitable crystal structure. Molybdenum disilicide (MoSi2) thin film ceramic conductors have deposited by PVD DC magnetron sputtering technique at a substrate temperature of 300 ℃ on different substrates (glass, p/n-type silicon, quartz). Then, electrical and physical characterizations have achieved to define the suitable production technique and processes to produce MoSi2 ceramic thin film with good conductivity for device contact applications. MoSi2 tetra crystal phase has obtained after different annealing processes and ambient support, for different substrates. The best result was on the n-type silicon substrate annealed at 1100 ℃ for one hour in pure nitrogen (N2 – 5N purity) gas flux at atmospheric pressure. Different metal contacts; Silver (Ag), Copper (Cu) and Indium (In), have been produced by PVD thermal evaporation technique as a thin film device top contact. MIM parallel plates thin film ceramic capacitors have been fabricated with structure of MoSi2 (Bottom Contact) - BST (Dielectric Perovskite Insulator)-Ag, Cu, In and MoSi2 (Top Contact). The best result gained from the structure of MoSi2-BST-Ag for capacitance density and dielectric constant 405.18 nF.cm-2 and 85.209 respectively. While, appreciated loss tangent has been gained from structure MoSi2-BST-In as it was 0.024. Keywords: MIM thin film ceramic capacitor, BST Dielectric, Molybdenum disilicide bottom contact, Thin film, Nanotechnology, Ferroelectric DRAM.