Sifat-sifat saput tipis Yttrium oksida sebagai insulator dalam transistor kesan medan logam-oksida-semikonduktor (MOSFET) - 412959 Rozana Mohd Shah; Samsudi Sakrani, supervisor; Fakulti Sains (Sekudai : UTM, 1994)
Dua transistor MOSFET dari jenis saput tipis difabrikasi di makmal dalam bentuk sesatah dan beperingkat. Struktur sesatah menggunakan saput tipis cadmium tellurida (CdTe) sebagai semikonduktornya manakala sturktur beperingkat menggunakan silikon hablur tunggal jenis-p <111>. Insulator dibina dari saput tipis yttrium oksida (Y2O3) dan elektrod-elektrod dari logam amuminnium 99.999%. Objektif utama kajian ini ialah untuk memfabrikasi transistor alternatif dari hablur tunggal atau polihablur ke transistor saput tipis yang tidak memerlukan voltan tinggi untuk beroperasi. Silikon pukal sebagai semikonduktor sesuatu transistor adalah satu perkara yang biasa kini namun demikian cadmium tellurida jarang sekali. Cadmium tellurida mempunyai jurang jalur yang tinggi (Ismail dan Gould, 1991). Oleh itu, ia boleh menggantikan cadmium selenida (CdSe) yang lebih biasa digunakan dalam penyelidikan transistor saput tipis (TST). Yttrium oksida yang digunakan sebagai insulator dalam projek ini juga adalah sesuatu yang baru. MOSFET komersial mahupun yang masih dalam penyelidikan kebanyakannya menggunakan silikon monosida (SiO). Menurut Sakrani et al (1992), saput tipis yttrium oksida menunjukkan ciri-ciri penyerapan yang lemah dalam julat boleh nampak kerana kuasadua pekali pupusannya sangat kurang dari 0.25. Maka, gabungan semikonnduktor yang baik seperti silikon pukal dan saput tipis cadmium tellurida berjurang jalur tinggi dengan insulator saput tipis yttrium oksida ini akan menseimbangkan keadaan pantas dan lambat (Anderson, 1976). Kekonduksian arusterus (DC) dan arus ulangalik (AC) keatas struktur aluminium - saput dan medan yang dikenakan untuk beberapa suhu tertentu dikaji. Kapasitans, faktor lesapan dan pemalar eielektrik didapati berubah dengan frekuenssi dalam julat 10 Hz hingga 1 MHz, suhu dalam julat 90 K hingga 350 K dengan ketebalan saput dari 13.8 nm hingga 240 nm. Pemalar dielektrik benilai 8.2 didapati tidakbersandar kepada tebal saput melebehi 60 nm. Medan runtuhan antara 3 hingga 11 MV/cm-1 didapati dari ciri-ciri arus-voltan. Indeks biasan benilai antara 1.79 hingga 2.02 dan pekali pupusan didapati daripada soektrum penghantarandalam julat boleh nampak dan berhampiran infra-merah. Semikonduktor silikon jenis-p ditentukan dengan kaedah kesan Hall, pemalar Hall bernilai 6.25 x 102 cm3/Coulomb dengan ketumpatan pembawa (lohong) 10 16 per cm3 diperolehi. Kellincahan pembawa didapati bersamaan dengan 12.5 cm2/Vs dan kekonduksiannya ohm-1 cm-1 seterusnya kerintangan semikonduktor didapati bernilai 0.5 ohm cm. Semikonduktor saput tipis cadmium tellurida mempunyai jurang jalur yang tinggi iaitu 1.44 eV. Graf cirian arus-voltan TST yang dibina didapati mematuhi cirian yang dikemukakan oleh Weiner (1962) dan Anderson (1976).