W Instytucie Technologii Elektronowej opracowano technologię przezroczystych tranzystorów MESFET wytwarzanych na elastycznych podłożach. Przyrządy wykonano na podłożu politereftalanu etylenu (PET). Warstwę aktywną stanowi In-Ga-Zn-O (IGZO) - materiał z grupy przezroczystych amorficznych półprzewodników tlenkowych. Kontakty źródła i drenu wytworzono z tlenku indowo-cynowego. Elektrodę bramki tranzystora tworzącą złącze Schottky’ego do IGZO wykonano z amorficznego tlenku rutenowo-krzemowego.

Zespół pracujący nad nowymi tranzystorami tworzyli J. Kaczmarski, J. Grochowski, E. Kamińska, A. Taube oraz A. Piotrowska.

Tranzystory typu MESFET są przyrządami przeznaczonymi do stosowania w szybkich układach scalonych o niskim poborze mocy, ponieważ napięcie bramka-źródło wymagane do przełączenia stanu tych tranzystorów jest niższe niż w tranzystorach z warstwą dielektryka bramkowego, a ruchliwość nośników w kanale odpowiada ruchliwości nośników w półprzewodniku. Zastosowanie przezroczystych materiałów półprzewodnikowych i przewodzących w konstrukcji przyrządu zwiększa wachlarz potencjalnych zastosowań, od przezroczystych czujników biochemicznych, przez inteligentne okna i lustra, aż po wyświetlacze o ultra-wysokiej rozdzielczości zintegrowane np. z soczewkami kontaktowymi.

Przedstawione osiągnięcie wpisuje się w dynamicznie rozwijający się obszar przezroczystych przyrządów elektronicznych opartych na amorficznych materiałach funkcjonalnych, które dzięki unikalnym właściwościom fizyko-chemicznym pozwalają na przekroczenie ograniczeń konwencjonalnych materiałów stosowanych w mikroelektronice. Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy i prognozami rynkowymi, przezroczyste przyrządy półprzewodnikowe odegrają istotną rolę w konstrukcji nowej generacji wyświetlaczy, ogniw fotowoltaicznych, inteligentnych okien oraz czujników chemicznych i optoelektronicznych.

Przewiduje się, że przyrządy na elastycznych podłożach znajdą szereg zastosowań w diagnostyce biomedycznej czy autonomicznych sensorach różnego rodzaju. Ponadto przyrządy elektroniczne wytwarzane na tanich elastycznych podłożach stanowić będą podstawę dla jeszcze większego upowszechnienia elektroniki i rozszerzenia funkcjonalności zwykłych przedmiotów (poprzez naklejki RFID, sensory, nadajniki itp.), połączonych w tzw. Internet rzeczy.

W celu opracowania przezroczystych tranzystorów MESFET na elastycznych podłożach konieczne było poznanie i zrozumienie zjawisk fizycznych i chemicznych obserwowanych podczas osadzania cienkich warstw materiałów tlenkowych jak i strukturyzacji przyrządów i określenie ich wpływu na mierzone parametry użytkowe. Wyniki badań były prezentowane na licznych konferencjach krajowych i międzynarodowych oraz w recenzowanych czasopismach naukowych o ogólnoświatowym zasięgu.

Źródło: ITE