Development and Fabrication of Carbon Based Solid State Electronic Devices and the Feasibility Study on the Large Area and Low Cost of Carbon Thin Film Process (I)

Research Topics focus on using carbon based materials for fabricating the carbon based solid state devices. Such as DLC acts as the insulated layer, the dielectric layer and the semiconductor layer of device  structure  (that MIM,  and MSM,  and MIS).  Initial  study will  focus  on  revealing  the  relationship  between  process parameters and material, and evaluating the large area low cost carbon thin film process. Second is the devices  fabrication and  improving device performance and  their  feasibility study. Methods are  (1) To develop large area of carbon material thin film deposition and build up a standardization (SOP) process, (2) Films preparation on the substrate as: silicon, and ITO and metal or plastic with doping and doping‐free of carbon thin film, are prepared by the innovated technique of electrodeposition methods (3) To explore the relationship  between preparation conditions and film properties  of  DLC  films (4) Forming ohmic and Schottky contacts and analysis of electrical properties (5) Fabrication of an electronic device structure and properties analysis (6)Film thickness, thermal stability,  homogeneity, effect of surface roughness on electrical characteristics.  (7) Modulation parameters, optimization of component electrical characteristics,  and  (8)  Build  up  a  theoretical  current  transport  model  (9)  A  feasibility  study  on  the  applications  of  carbon‐devices  in  future.  (10)  Results  and  published,  patent  apply,  search  for  manufacturers,  Startup  technology  transfer opportunities and goals.  In particular, project  topics  focus on  the systematic establish the database of carbon thin film and their application in future. The scope of the study includes:  First year:  (1) Exploring the properties of DLC film deposited on the substrate such as Silicon, ITO and metal.    (2) Build up the relationship between characteristics of DLC thin films and process parameters.    (3) Electrical analysis on the contacts of the Metal with DLC film.  (4) Investigation on DLC thin film growth of windows.    (5) Carbon material thin film deposition and build up SOP process, (6) Fabricating the carbon‐device with MIM structures and electrical property analysis.  (7) A feasibility study on the large area low cost carbon thin film process  Second year  (1) Fabricating Metal‐semiconductor‐Metal (MSM) structure of electronic component.    (2) Explore the relationships between characteristics of MSM device with preparation parameters.  (3) Establishing the current transfers and mechanisms of MSM structures.    (4) Carbon material thin film deposition and build up the SOP process of MSM device.  (5) Influence of parameters of large area carbon process on the MSM device reliability and improvement.    (6) Results and published, patent application, searching for manufacturers.  Third year  (1) Fabricating Metal‐Insulator‐Semiconductor (MIS) device structure and characteristics analysis. (2) Explore the relationships between characteristics of MIS device with preparation parameters.  (3) Establishing the current transfers and mechanisms of MSM structures.  (4) An in‐depth study on the optimization of preparation technique, parameters and device characteristics.    (5) Establish full of preparation parameters and device characteristics, develop new device structure.  (6) A feasibility study and evaluation on carbon‐based electronic devices and their applications in future.  (7)  Results  and  published,  patent  apply,  manufacturers  searching  and  startup  technology  transfer opportunities and goals.

Project ID:PB10308-4322
External Project ID:MOST103-2221-E182-069