本文主要研究内容
作者李育智（2019）在《溶液加工氧化物薄膜晶体管器件研究》一文中研究指出：薄膜晶体管（TFT）,作为实现电信号处理、控制与传输功能的基础元器件,广泛应用于平板显示、柔性电子和智能电子等新兴领域。氧化物TFT由于具有较高的载流子迁移率(1-100cm2V-1s-1)、对可见光透明、大面积均匀性好等优势而在过去的十几年间引起了广泛关注。目前,以IGZO（indium-gallium-zinc-oxide）为有源层的氧化物TFT已实现了量产,但该半导体薄膜采用物理气相沉积法制备,需要昂贵的真空设备和光刻设备,造成器件制备成本高。溶液加工无需真空设备,是一种可以大大降低生产成本、实现大面积制备氧化物TFT的方法。本论文作者围绕溶液加工氧化物TFT开展了一系列的研究,在氧化物薄膜的直接光刻图形化、喷墨印刷短沟道TFT、喷墨印刷自对准TFT、全喷墨印刷TFT和基于喷墨印刷TFT背板的有源矩阵量子点发光二极管（AMQLED）字符显示器方面取得了进展,为今后溶液加工氧化物TFT的应用开辟了一条可行的路径。本论文的主要成果概况如下:（1）研究了基于水溶剂的氧化物前驱体薄膜的紫外微图形化技术,无需光刻胶就能实现图形化,简化了工艺,降低了成本,同时降低了薄膜的退火温度。研究表明图形化过程中所使用的紫外照射和去离子水处理不仅将In-Cl转化为In-OH,并且极大减少了前驱体薄膜中Cl-杂质含量,从而大大降低了薄膜的后退火温度和最终氧化物薄膜中的缺陷。图形化InOxTFT的场效应迁移率是未图形化InOxTFT场效应迁移率的十倍以上。为进一步提升低温图形化InOxTFT器件的性能,本论文对InOx薄膜进行Li掺杂并进行了成分的优化,在180℃的退火条件下,15at.%Li掺杂的InOx:Li TFT表现出优异的电学特性,其饱和迁移率为8.35±1.25cm2V-1s-1,且器件在聚苯乙烯钝化后表现出良好的正负栅偏压稳定性。（2）利用喷墨印刷中的咖啡环效应制备了窄宽度的疏水咖啡条纹,在此基础上,利用疏水咖啡环条纹的阻隔效应和去润湿效应,实现了源漏电极前驱体墨水的短距离隔离,并进一步实现了印刷短沟道氧化物TFT。该方法克服了普通喷墨打印设备精度低和墨水在基板上铺展难以控制的限制,所制备的短沟道ITO电极对的沟道长度均小于5μm且具有良好的均一性,短沟道InOxTFT的最大饱和迁移率为4.9cm2V-1s-1,电流开关比高达2.7×109。（3）采用喷墨印刷制备的疏水聚合物咖啡条纹作为刻蚀阻挡层实现栅极和介质层的等宽度图形化,利用阳极氧化实现栅极两侧绝缘层的覆盖生长,从而实现介质层对栅极的包覆,进一步利用源漏电极前驱体墨水在疏水聚合物咖啡条纹上的去润湿效应而实现源漏电极与栅电极的自对准,在此基础上实现印刷自对准氧化物TFT。所制备的自对准In0.95Sc0.05OxTFT的寄生电容低至0.37pF,器件工作截止频率达到2.1MHz。（4）研究了一种通用的“溶剂印刷”技术,解决了氧化物TFT叠层、跨膜印刷的墨滴图案难以控制的问题,首次实现了全印刷的氧化物TFT阵列。研究表明疏水图案不仅有效地限制了氧化物前驱体油墨的铺展,从而定义了印刷氧化薄膜的图案,而且还提供了一种调节印刷氧化物薄膜表面形貌的简单方法。通过对TFT器件结构和介质层材料进行优化,本论文实现了平均迁移率为10.8cm2V-1s-1的全印刷顶栅In0.95Ga0.05OxTFT,并且器件在正负栅偏压下均表现出优异的稳定性。（5）采用“溶剂印刷”技术实现了顶栅结构印刷氧化物TFT背板,并进一步在印刷TFT背板上集成溶液加工量子点发光二极管,从而首次实现基于喷墨印刷氧化物TFT背板的AMQLED简单字符显示器,初步验证了喷墨印刷氧化物TFT应用于显示器件的可行性。
Abstract
bao mo jing ti guan （TFT）,zuo wei shi xian dian xin hao chu li 、kong zhi yu chuan shu gong neng de ji chu yuan qi jian ,an fan ying yong yu ping ban xian shi 、rou xing dian zi he zhi neng dian zi deng xin xing ling yu 。yang hua wu TFTyou yu ju you jiao gao de zai liu zi qian yi lv (1-100cm2V-1s-1)、dui ke jian guang tou ming 、da mian ji jun yun xing hao deng you shi er zai guo qu de shi ji nian jian yin qi le an fan guan zhu 。mu qian ,yi IGZO（indium-gallium-zinc-oxide）wei you yuan ceng de yang hua wu TFTyi shi xian le liang chan ,dan gai ban dao ti bao mo cai yong wu li qi xiang chen ji fa zhi bei ,xu yao ang gui de zhen kong she bei he guang ke she bei ,zao cheng qi jian zhi bei cheng ben gao 。rong ye jia gong mo xu zhen kong she bei ,shi yi chong ke yi da da jiang di sheng chan cheng ben 、shi xian da mian ji zhi bei yang hua wu TFTde fang fa 。ben lun wen zuo zhe wei rao rong ye jia gong yang hua wu TFTkai zhan le yi ji lie de yan jiu ,zai yang hua wu bao mo de zhi jie guang ke tu xing hua 、pen mo yin shua duan gou dao TFT、pen mo yin shua zi dui zhun TFT、quan pen mo yin shua TFThe ji yu pen mo yin shua TFTbei ban de you yuan ju zhen liang zi dian fa guang er ji guan （AMQLED）zi fu xian shi qi fang mian qu de le jin zhan ,wei jin hou rong ye jia gong yang hua wu TFTde ying yong kai bi le yi tiao ke hang de lu jing 。ben lun wen de zhu yao cheng guo gai kuang ru xia :（1）yan jiu le ji yu shui rong ji de yang hua wu qian qu ti bao mo de zi wai wei tu xing hua ji shu ,mo xu guang ke jiao jiu neng shi xian tu xing hua ,jian hua le gong yi ,jiang di le cheng ben ,tong shi jiang di le bao mo de tui huo wen du 。yan jiu biao ming tu xing hua guo cheng zhong suo shi yong de zi wai zhao she he qu li zi shui chu li bu jin jiang In-Clzhuai hua wei In-OH,bing ju ji da jian shao le qian qu ti bao mo zhong Cl-za zhi han liang ,cong er da da jiang di le bao mo de hou tui huo wen du he zui zhong yang hua wu bao mo zhong de que xian 。tu xing hua InOxTFTde chang xiao ying qian yi lv shi wei tu xing hua InOxTFTchang xiao ying qian yi lv de shi bei yi shang 。wei jin yi bu di sheng di wen tu xing hua InOxTFTqi jian de xing neng ,ben lun wen dui InOxbao mo jin hang Lican za bing jin hang le cheng fen de you hua ,zai 180℃de tui huo tiao jian xia ,15at.%Lican za de InOx:Li TFTbiao xian chu you yi de dian xue te xing ,ji bao he qian yi lv wei 8.35±1.25cm2V-1s-1,ju qi jian zai ju ben yi xi dun hua hou biao xian chu liang hao de zheng fu shan pian ya wen ding xing 。（2）li yong pen mo yin shua zhong de ga fei huan xiao ying zhi bei le zhai kuan du de shu shui ga fei tiao wen ,zai ci ji chu shang ,li yong shu shui ga fei huan tiao wen de zu ge xiao ying he qu run shi xiao ying ,shi xian le yuan lou dian ji qian qu ti mo shui de duan ju li ge li ,bing jin yi bu shi xian le yin shua duan gou dao yang hua wu TFT。gai fang fa ke fu le pu tong pen mo da yin she bei jing du di he mo shui zai ji ban shang pu zhan nan yi kong zhi de xian zhi ,suo zhi bei de duan gou dao ITOdian ji dui de gou dao chang du jun xiao yu 5μmju ju you liang hao de jun yi xing ,duan gou dao InOxTFTde zui da bao he qian yi lv wei 4.9cm2V-1s-1,dian liu kai guan bi gao da 2.7×109。（3）cai yong pen mo yin shua zhi bei de shu shui ju ge wu ga fei tiao wen zuo wei ke shi zu dang ceng shi xian shan ji he jie zhi ceng de deng kuan du tu xing hua ,li yong yang ji yang hua shi xian shan ji liang ce jue yuan ceng de fu gai sheng chang ,cong er shi xian jie zhi ceng dui shan ji de bao fu ,jin yi bu li yong yuan lou dian ji qian qu ti mo shui zai shu shui ju ge wu ga fei tiao wen shang de qu run shi xiao ying er shi xian yuan lou dian ji yu shan dian ji de zi dui zhun ,zai ci ji chu shang shi xian yin shua zi dui zhun yang hua wu TFT。suo zhi bei de zi dui zhun In0.95Sc0.05OxTFTde ji sheng dian rong di zhi 0.37pF,qi jian gong zuo jie zhi pin lv da dao 2.1MHz。（4）yan jiu le yi chong tong yong de “rong ji yin shua ”ji shu ,jie jue le yang hua wu TFTdie ceng 、kua mo yin shua de mo di tu an nan yi kong zhi de wen ti ,shou ci shi xian le quan yin shua de yang hua wu TFTzhen lie 。yan jiu biao ming shu shui tu an bu jin you xiao de xian zhi le yang hua wu qian qu ti you mo de pu zhan ,cong er ding yi le yin shua yang hua bao mo de tu an ,er ju hai di gong le yi chong diao jie yin shua yang hua wu bao mo biao mian xing mao de jian chan fang fa 。tong guo dui TFTqi jian jie gou he jie zhi ceng cai liao jin hang you hua ,ben lun wen shi xian le ping jun qian yi lv wei 10.8cm2V-1s-1de quan yin shua ding shan In0.95Ga0.05OxTFT,bing ju qi jian zai zheng fu shan pian ya xia jun biao xian chu you yi de wen ding xing 。（5）cai yong “rong ji yin shua ”ji shu shi xian le ding shan jie gou yin shua yang hua wu TFTbei ban ,bing jin yi bu zai yin shua TFTbei ban shang ji cheng rong ye jia gong liang zi dian fa guang er ji guan ,cong er shou ci shi xian ji yu pen mo yin shua yang hua wu TFTbei ban de AMQLEDjian chan zi fu xian shi qi ,chu bu yan zheng le pen mo yin shua yang hua wu TFTying yong yu xian shi qi jian de ke hang xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华南理工大学的李育智，发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文，是一篇关于溶液加工论文,氧化物半导体论文,薄膜晶体管论文,图形化论文,喷墨印刷论文,咖啡环效应论文,去润湿论文,自对准论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：溶液加工论文; 氧化物半导体论文; 薄膜晶体管论文; 图形化论文; 喷墨印刷论文; 咖啡环效应论文; 去润湿论文; 自对准论文; 华南理工大学2019-10-23论文;