溶液沉积有机-无机混合多层门介电材料. 使用薄膜晶体管的设计,合成,微观结构和电气性能
Young-geun Ha1, Jonathan D Emery, Michael J Bedzyk
1Department of Chemistry, Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, USA.
Journal of the American Chemical Society
|May 26, 2011
概括
研究人员使用有机和无机材料开发了新的,薄基自组装纳米电磁膜 (Zr-SAND). 这些薄膜具有出色的电容和绝缘性能,使高效的低压薄膜晶体管成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 开发先进的介电材料对于下一代电子设备至关重要.
- 有机/无机混合多层薄膜通过结合不同的材料类提供独特的特性.
- 现有的介电解决方案通常面临电容,绝缘或制造可扩展性的限制.
研究的目的:
- 为了合理地合成和表征新的有机/无机混合多层介电膜.
- 为电子应用研究这些新型薄膜的介电和电特性.
- 为了评估使用这些新型介电层的薄膜晶体管 (TFT) 的性能.
主要方法:
- 用可极化π电子酸构建块和超薄ZrO(2) 层的层次自组装.
- 在环境大气下处理溶液,用于片制造.
- 薄膜厚度,纳米结构,介电特性 (电容,泄漏电流) 和热稳定性的表征.
- 使用有机和无机半导体制造和测试TFT. 有机和无机半导体.
主要成果:
- 成功地制造了基于的自组装纳米电流 (Zr-SAND) 薄膜 (厚度为5-12纳米),具有可控厚度和大面积均性.
- 实现了非常大的电容 (高达750nF/cm) 和优秀的绝缘性能 (泄漏电流密度低至10-7A/cm).
- 使用有机 (五烯,PDIF-CN(2) 和无机 (Zn-Sn-O) 半导体在低电压 (<±4.0 V) 上运行的已被证明是功能良好的TFT.
结论:
- Zr-SAND薄膜代表了一种有前途的新型高性能介电材料.
- 简单的基于溶液的制造方法允许这些先进的纳米电磁膜的可扩展生产.
- 通过自组装单层,Zr-SAND薄膜的可调整表面化学作用影响了TFT中的半导体性能,为设备优化打开了道路.
