低溫製作M2+Nb2O6 (M=Mg Zn and Ca)薄膜以應用在透明電子電路

Translated title of the thesis: Low-Temperature Prepared M2+Nb2O6 (M=Mg Zn and Ca) Thin Films for Transparent Microelectronic Applications
  • 賴 勁安

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究利用溶膠凝膠法在ITO基板上塗佈Mg1-xZnxNb2O6 (MZNO)薄膜並蒸鍍Al金屬作為上電極，製作成金屬-絕緣層-金屬(MIM)結構的平面電容器。本實驗分為三部分，第一部分製作M2+Nb2O6 (M=Mg Zn Ca)薄膜探討薄膜介電特性的分析。由實驗結果可知，ZnNb2O6薄膜在退火溫度500°C時開始結晶且結晶溫度比MgNb2O6及CaNb2O6薄膜低100°C；而在介電常數表現，ZnNb2O6薄膜介電常數皆比MgNb2O6及CaNb2O6薄膜還大。 在第二部分，藉由Zn離子取代嘗試去降低MgNb2O6薄膜之製程溫度及提高介電常數，並進一步分析Mg1-xZnxNb2O6薄膜在不同的取代比例及退火溫度下的物性與介電特性的關係。由實驗結果可知，在x=0 2，退火溫度400°C時為非晶態薄膜，介電常數約為46，介電損耗0 17，漏電流約為7 3×10-7A(外加偏壓為1V時)，平均穿透率80%，光能隙大小為4 86 eV，比起在退火溫度500°C下MgNb2O6薄膜之介電常數有很大幅度的改善(由33增加至46)，提高約39%，且製程溫度更降低了100°C。 在第三部分，探討Mg1-xZnxNb2O6薄膜在不同的取代比例及退火溫度下的漏電流傳導機制。根據分析結果，操作電壓在0–3V，在低電場為歐姆(Ohmic)機制傳導；在低電場與高電場之間為空間電荷限制傳導(SCLC)機制；在高電場為博勒-諾德漢穿隧(FN tunneling)機制傳導，隨Zn取代量增加，影響臨界電場值大小，且退火溫度增加影響臨界電場值的改變可能是晶粒成長和晶界所造成。
Date of Award2015 Feb 6
Original languageChinese
SupervisorCheng-Liang Huang (Supervisor)

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