研究目的
研究在印刷银导体与溶液法制备的氧化锌(ZnO)之间插入印刷氧化铟锡(ITO)层的影响,从而实现全印刷集成的优化半导体/接触方案。
研究成果
在印刷银层与溶液法制备的氧化锌之间插入ITO中间层,可使接触电阻降低两个数量级,并显著改善薄膜晶体管的电学特性。这种接触工程使采用印刷半导体-金属接触方案的TFT性能得到提升,在10的比率下实现了0.53 cm2/V·s的饱和迁移率。
研究不足
该研究受限于喷墨打印工艺的技术约束及所用材料。虽然对比了印刷ZnO薄膜晶体管与旋涂层的性能,但商业应用可能还需进一步优化。接触电阻改善机制尚未完全明确,需要更精密的测试结构和技术来深入探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究聚焦于开发基于旋涂优化ZnO纳米颗粒配方的喷墨打印工艺制备ZnO半导体薄膜。对比了旋涂与打印ZnO层的形貌及电学特性。通过在氧化锌与银层之间引入喷墨打印的氧化铟锡中间层来降低金属/半导体界面的接触电阻。
2:样品选择与数据来源:
ZnO墨水基于初级粒径为20 nm的ZnO纳米颗粒粉末。ITO墨水基于初级粒径为19 nm的纳米级氧化铟锡粉末。
3:实验设备与材料清单:
ZnO纳米颗粒粉末(赢创工业集团)、分散机DAS H 200-K(劳公司)、3K30离心机(西格玛离心机公司)、精密半导体参数分析仪4156C(安捷伦)、吉时利2636双通道源表。
4:实验流程与操作步骤:
采用氧化钇稳定氧化锆研磨珠通过分散机对乙醇中的ZnO悬浮液进行分散。离心去除较大纳米颗粒团聚体后提取上清液作为旋涂墨水。喷墨打印用ZnO悬浮液则用蒸馏水和乙二醇稀释。ITO墨水通过在PE瓶中混合ITO粉末、溶剂与分散剂进行分散制备。
5:数据分析方法:
在环境条件下使用精密半导体参数分析仪4156C(安捷伦)或在氮气氛围下采用两台吉时利2636双通道源表室温测量TFT电学特性。采用传输线法(TLM)研究源漏电极堆叠与ZnO层间的接触电阻。
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获取完整内容-
Dual Channel Source Meters
2636
Keithley
Used to measure the electrical characteristics of TFTs in N atmosphere.
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Precision Semiconductor Parameter Analyzer
4156C
Agilent
Used to measure the electrical characteristics of TFTs at room temperature in ambient conditions.
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ZnO nanoparticle powder
20 nm
Evonik Industries AG
Base material for ZnO ink used in spin-coating and inkjet printing processes.
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Disperser
DAS H 200-K
LAU GmbH
Used to disperse ZnO suspension in ethanol with yttrium stabilized zirconia milling beads.
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Centrifuge
3K30
SIGMA Laborzentrifugen GmbH
Used to remove larger nanoparticle aggregates and agglomerates from the ZnO suspension.
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