Publicação
Influence of annealing conditions on printed alumina thin film capacitors
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia dos Materiais | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Carlos, Emanuel | |
| dc.contributor.advisor | Branquinho, Rita | |
| dc.contributor.author | Pereira, Manuel Gonçalves | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-02T13:29:00Z | |
| dc.date.available | 2023-06-02T13:29:00Z | |
| dc.date.issued | 2022-12 | |
| dc.description.abstract | With the increase demand of electronic devices promoted by the concept of Internet of Things (IoT), new less conventional methods of production have appeared, like printed elec-tronics, as these methods can produce devices at low cost and utilize abundant materials, like AlOx. As printed devices tend to have a lower performance compared to Silicon-based ones, a primary focus of research has been on improving device performance, while maintaining the low-cost of the process. To achieve such objective, two things can be worked on, first the ma-terial fabrication and deposition (usually solution-based inks printed via methods like inkjet or screen-printing) and the annealing phase, reducing overall temperature and improving film densification. In this study, an alumina solution was prepared with aluminum nitrate combined with 2-methoxyethanol and urea, as fuel, followed by the addition of 5% (V/V) of EG, with a concen-tration of 0.4M and then printed by inkjet. One- and two-layered films were annealed at four different conditions, thermal annealing at 300 ºC, and deep UV irradiation (DUV) combined with thermal annealing at 200 ºC, 180 ºC and 150 ºC, to evaluate how this affects the annealing phase. Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) capacitors were produced, using AlOx printed films, to assess the overall stability and quality of the dielectric. The best results were obtained for one layer 200 ºC annealing combined with DUV irradiation, with MIS capacitors showing a capacitance value of 571 ± 64 nF.cm-2 at 100 kHz, a dielectric constant of 6.9±1.1 at 1 kHz, a breakdown voltage of 6.49±0.93 MV.cm-1 and a current density of 10-7 A.cm-2 at 1 MV.cm-1, for the one-layer devices. The results are in pair with the literature and even showed higher Cox and Ebd for one layer 200ºC with DUV annealing compared to standard 300ºC annealing. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Com o aumento da necessidade de dispositivos eletrónicos, motivado pelo conceito de Internet of Things (IoT), novos métodos menos convencionais de produção começaram a apa-recer, como eletrónica impressa, visto terem custos de produção baixos e utilizam materiais abundantes, como AlOx. Como dispositivos impressos tendem a ter uma performance inferior comparada com os tradicionais, o foco da investigação tem sido em melhorar essa perfor-mance, sem sacrificar o baixo custo do processo de impressão. Para atingir tais objetivos dois aspetos podem ser trabalhados, primeiro a fabricação e deposição do material (por norma tintas produzidas pro solução impressos por métodos como inkjet ou screenprinting) e se-gundo a fase de recozimento, reduzindo a total temperatura do processo e melhorando a densificação dos filmes. Neste estudo, uma solução de alumina foi preparada com nitrato de aluminio em 2-Methoxyethanol e ureia, como combustível, seguido da adição de 5% (V/V) de EG, com uma concentração de 0.4M, seguido de Impressão por inkjet. Filmes com uma e duas camadas fo-ram recozidos em quatro condições diferentes, recozimento térmico a 300ºC e recozimento térmico combinado com deep UV (DUV) a 200ºC, 180ºC e 150ºC, para avaliar como seria afe-tada a fase de recozimento. Condensadores MIS foram produzidos, usando filmes Impressos de AlOx, para estudar a estabilidade e qualidade dos filmes dielétricos. Os filmes com uma camada e recozidos a 200ºC com DUV obtiveram os melhores resultados, mostrando uma capacitância de 571 ± 64 nF.cm-2 at 100 kHz, uma constante dielétrica de 6.9 ± 1.1 at 1 kHz, uma breakdown voltage de 6.49 ± 0.93 MV.cm-1 e uma densidade de corrente 10-7 A.cm-2 a 1 MV.cm-1. Os resultados estão em linha coma literatura e mostram Cox e Ebd superiores ao stan-dard de 300ºC. | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10362/153467 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.subject | Solution combustion synthesis | pt_PT |
| dc.subject | printed alumina thin films | pt_PT |
| dc.subject | MIS capacitors | pt_PT |
| dc.subject | DUV annealing | pt_PT |
| dc.subject | low temperature | pt_PT |
| dc.title | Influence of annealing conditions on printed alumina thin film capacitors | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | MASTER IN MATERIAL ENGINEERING | pt_PT |