フッ化物ドーピングにより強化された無機および有機電子機器のための周波数敏捷低温溶液加工アルミナダイエレクトリック

科学分野:

• 材料科学
• 電子工学
• 化学工学

背景:

• 低温溶液で処理された金属酸化物 (MO) 介電は周波数依存の容量を示し,薄膜トランジスタ (TFT) の性能が不安定になる.
• この不安定さは,先端のロールツーロールMO電子機器の開発を妨げ,異なる加工方法の比較を複雑にする.

研究 の 目的:

• TFT性能を改善するために,低温加工された酸化アルミニウム (AlO) 介電フィルムで安定した電容性を達成します.
• AlOフィルムの介電性および安定性に対するフッ化物ドーピングの影響を調査する.

主な方法:

• 酸化アルミニウム (AlO) 介電膜の燃焼合成で,異なるフッ素 (F) が組み込まれている.
• X線光電子スペクトロスコーピー,飛行時間二次イオン質量スペクトロメトリ,横断伝送電子顕微鏡,固体核磁気共鳴,UV-VIS吸収スペクトロスコーピーを使用してフィルム特性の特徴付け.
• 開発された介電膜を用いたn型/無機型およびp型/有機型TFTの製造と電気試験.

主要な成果:

• 最適なフッ素ドーピング (∼3.7 原子 % F) は,広範囲の周波数 (10−10−4 Hz) で安定した容量 (166 ± 11 nF/cm2) を有するAlOフィルムをもたらした.
• 清潔なAlOフィルムは,同じ周波数帯で781 ± 85 nF/cm^{2から104 ± 4 nF/cm2に低下し,著しく安定した容量を示した.}
• フッ化物添加AlO介電器を使用したTFTは,最低限のヒステレスで信頼性の高い電気特性を示した.

結論:

• フッ化物ドーピングはAlOFを作り,移動性水素の含有量を減らし,低周波の極化メカニズムを抑制します.
• このアニオンドーピング戦略は,溶液処理による高性能の金属酸化物ダイエレクトリックを実現するための広く適用可能な方法を提供します.
• この発見は,改良された介電材料による有機および無機電子の両方の進歩を支持する.