ZnO-basierte Metall-Isolator-Halbleiter Feldeffekttransistoren mit Wolframoxid als Gatedielektrikum

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Zinkoxid (ZnO)-basierte Metal-Isolator-Halbleiter Feldeffekttransistoren (MISFETs) mit Wolframtrioxid als transparentes Dielektrikum untersucht. Im ersten Teil werden die morphologischen, optischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften der mittels gepulster Laserabscheidung (PLD) gewachsenen Wolframoxiddünnfilme, in Abhängigkeit vom Züchtungsdruck, diskutiert. Mit Hilfe dieser Ergebnisse konnte schließlich das hochisolierende Wolframtrioxid erfolgreich mit einer transparenten Gateelektrode, bestehend aus dem entarteten Halbleiter Zink-Galliumoxid (ZGO) bzw. Zink-Aluminiumoxid (AZO), kombiniert und somit MISFETs auf kristallinen und amorphen Substraten realisiert werden. Zur Optimierung der Transistoreigenschaften wurde die Dicke des Dielektrikums variiert und der Einfluss auf die Transfereigenschaften diskutiert. Des Weiteren wurde zur Verschiebung der Einschaltspannung eine Variation der Kanaldicke und des Elektrodenmaterials des Gates untersucht, wodurch die Möglichkeit der Herstellung von Verarmungs- bzw. Anreicherungstyptransistoren gegeben wurde. Um einen Vergleich der Transfereigenschaften des MISFETs gegenüber einem Metall-Halbleiter Feldeffekttransistor mit einem Schottky-Gatekontakt, bestehend aus oxidiertem Platin bzw. einem Sperrschicht-Feldeffekttransistor mit Zinkkobaltit als p-dotierten Bereich zu ermöglichen, wurden alle drei Transistorarten auf einem Substrat hergestellt und umfassend verglichen. Schließlich wird die Stabilität der Transistoren untersucht. Dabei wird der Einfluss einer permanenten Spannungsbelastung auf die Transfereigenschaften unter verschiedenen einflussnehmenden Bedingungen diskutiert. Abschließend werden aufgrund einer sich ausbildenden Hysterese der Transistoreigenschaften mögliche Ursachen derselben und Wege zur Passivierung der Bauelemente untersucht