低壓殼聚糖柵介質(zhì)紙張薄膜晶體管.pdf

1、近年來，紙張薄膜晶體管因其成本低廉、可再生等特點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。但是，在低溫條件下制備的紙張薄膜晶體管工作電壓都很高，基本上都超過了10V。這樣的紙張薄膜晶體管因?yàn)楣ぷ麟妷哼^高，難以應(yīng)用在如便攜設(shè)備等要求低工作電壓的領(lǐng)域;一部分紙張薄膜晶體管雖然達(dá)到了低壓的要求，但是制備工藝十分復(fù)雜，難以推廣應(yīng)用。針對這些問題，本實(shí)驗(yàn)通過開發(fā)新型材料和發(fā)展新制備工藝來加以解決。本論文主要做了以下工作:
　　 (1)制備和優(yōu)化以非晶氧化銦鎵鋅材料

2、為溝道層殼聚糖電解質(zhì)為柵介質(zhì)的紙張薄膜晶體管。制備出的非晶氧化銦鎵鋅紙張薄膜晶體管具有非常好的電性能:電容高達(dá)4.1μF/cm2，漏電流低于8×10-9A，1.5V的超低工作電壓，開關(guān)電流比高達(dá)4.8×108，亞閾值斜率為90mV/decade，閾值電壓0.7V，載流子遷移率約為7.6cm2/Vs。除此之外，本文通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法沉積SiO2作為非晶氧化銦鎵鋅溝道層的抗氧化層，利用SiO2作為抗氧化層制備的紙張薄膜晶體管在老化

3、一個(gè)月后漏電流仍然低于2.0×10-8A，1.5V的超低工作電壓，高達(dá)1.0×108的開關(guān)電流比，90 mV/decade的亞閾值斜率，0.75V的閾值電壓。用溶膠凝膠法制備的殼聚糖膜層同樣表現(xiàn)出良好的雙電層效應(yīng)，其單位電容可達(dá)1.0μF/cm2以上。采用旋涂法制備得到的殼聚糖薄膜與襯底黏著性好，有疏松的海綿結(jié)構(gòu)，存在大量的內(nèi)部空間。我們還結(jié)合殼聚糖柵介質(zhì)的SEM截面圖及其化學(xué)結(jié)構(gòu)，分析研究了殼聚糖柵介質(zhì)雙電層的形成原理。
　　

4、 (2)使用射頻磁控濺射制備薄膜晶體管溝道層的過程中，掩膜板與樣品之間保有一定的空隙，通過繞射在源漏電極之間會自動生成溝道層，基于這一發(fā)現(xiàn)，本文通過一步掩膜法同時(shí)制備源極、漏極以及溝道層，以具有雙電荷層效應(yīng)的殼聚糖薄膜為柵介質(zhì)，成功制備出以紙張為襯底的超低壓薄膜晶體管。這種柔性襯底薄膜晶體管具有良好的電學(xué)性能:超低的工作電壓僅為0.8V，場效應(yīng)遷移率為8.1 cm2/Vs，亞閾值斜率為80mV/decade，開關(guān)電流比為1.2×107。