用于低温制造ZnO TFTs的水性无机油墨
Stephen T Meyers1, Jeremy T Anderson, Celia M Hung
1Department of Chemistry, Oregon State University, 153 Gilbert Hall, Corvallis, Oregon 97331-4003, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 5, 2008
概括
研究人员开发了一种简单,低成本的水性油墨,用于打印氧化 (ZnO) 薄膜. 这种可打印的ZnO可以实现高性能,溶液加工的电子产品,包括薄膜晶体管 (TFT).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电子工程 电子工程
背景情况:
- 开发具有成本效益和环保的半导体薄膜制造方法对于推动印刷电子技术的发展至关重要.
- 生产氧化 (ZnO) 薄膜的传统方法通常涉及苛刻的化学品,高温或复杂的工艺.
- 越来越需要可扩展和可持续的技术来创建用于电子应用的高质量的ZnO薄膜.
研究的目的:
- 推出一种新的,简单的,低成本的,无毒的水性油墨配方,用于数字印刷ZnO薄膜.
- 通过溶液加工来证明使用这种水性ZnO油墨制造功能性半导体设备的可行性.
- 为了研究使用喷墨印刷和自旋涂层技术生产的ZnO薄膜的材料特性和设备性能.
主要方法:
- 一种水性前体溶液通过受控的沉,净化和溶解来合成.
- 使用喷墨印刷和旋转涂层技术沉积了ZnO薄膜.
- 使用X射线衍射和电子显微镜来表征膜结构.
- 通过将它们集成到底门薄膜晶体管 (TFT) 中来评估ZnO薄膜的性能.
主要成果:
- 水性墨水在150°C以下可靠地分解,形成石 ZnO.
- 喷墨打印的ZnO通道在300°C时化,在增强模式的TFT中表现出4-6cm2/V·s的移动性.
- 在150°C处理的涂ZnO薄膜,与溶液沉积的介电材料相结合,实现了高达1.8cm2/V·s的流动性.
- 该研究表明了低温,全氧化物电子制造的潜力.
结论:
- 一种稳定,无毒的水性ZnO墨水,可实现高质量的半导体薄膜的数字印刷.
- 使用这种油墨制造的溶液加工ZnO TFT显示出有希望的性能特征.
- 这种方法为低成本,大面积和环保的氧化物电子制造提供了可行的途径.
