導(dǎo)電銀與IGZO墨水的合成及其薄膜制備研究
發(fā)布時(shí)間:2018-06-13 12:29
本文選題:無顆粒型 + 導(dǎo)電銀墨水; 參考:《廣東工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:印制電子是微電子技術(shù)領(lǐng)域的重要技術(shù)創(chuàng)新,它是把功能材料墨水和印刷工藝結(jié)合起來生產(chǎn)電子器件和產(chǎn)品的新工藝。在當(dāng)下功能墨水領(lǐng)域,由導(dǎo)電銀墨水制備而成的薄膜表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性和化學(xué)惰性,從而被人們廣泛研究。導(dǎo)電銀墨水按照前驅(qū)物可溶性的不同,可區(qū)分為兩類:無顆粒型與顆粒型。本文研究了無顆粒型墨水的合成,其優(yōu)勢(shì)在于制備過程中無沉淀、燒結(jié)溫度較低(一般200℃左右)、與柔性襯底兼容性好。除了金屬材料,可印刷半導(dǎo)體材料也是印刷電子研究的重點(diǎn)。因此,本文還研究了銦鎵鋅氧化物(IGZO)材料墨水的合成。作為一種典型的透明金屬氧化物材料,IGZO擁有電學(xué)性能優(yōu)異、可低溫制備等優(yōu)點(diǎn),適合作為噴印式電子器件的半導(dǎo)體材料。論文第一部分為檸檬酸銀導(dǎo)電墨水的合成及其薄膜的制備、性能研究。實(shí)驗(yàn)以硝酸銀為銀源、檸檬酸鈉為反應(yīng)劑,制備檸檬酸銀;進(jìn)而以單乙醇胺、1,2-丙二胺為絡(luò)合劑,乙二醇單甲醚、無水乙醇為溶劑,羧甲基纖維素鈉為連接料,制備出了穩(wěn)定性高、粘度小、含銀量高的無顆粒型導(dǎo)電墨水。研究了絡(luò)合劑、有機(jī)溶劑、連接料、熱處理溫度等參數(shù)對(duì)導(dǎo)電銀薄膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比于乙醇,使用乙二醇單甲醚為溶劑的導(dǎo)電墨水,在銀薄膜成膜、電阻率等方面的性能要更加優(yōu)越。相比于1,2-丙二胺,使用單乙醇胺為絡(luò)合劑的導(dǎo)電墨水在熱處理溫度、導(dǎo)電薄膜表面致密度等方面要更加優(yōu)越。此外還發(fā)現(xiàn)250℃是其最佳燒結(jié)溫度,燒結(jié)溫度太高或太低都不利于提高薄膜的電學(xué)性能。最后利用噴墨打印法,制備了銀導(dǎo)線。銀導(dǎo)線在整體連續(xù)性、表面平整度、線條均勻度等方面均表現(xiàn)良好。論文第二部分為IGZO墨水合成及其薄膜的制備與性能研究。實(shí)驗(yàn)以氯化鎵、氯化銦、二水醋酸鋅為前驅(qū)體,單乙醇胺為絡(luò)合劑,乙二醇單甲醚為溶劑,制備了性能穩(wěn)定的無顆粒型IGZO墨水,研究了Ga濃度對(duì)IGZO墨水和薄膜性能的影響。研究表明IGZO墨水前驅(qū)物的分解過程分為兩個(gè)階段:先由金屬絡(luò)合物分解、水解為氫氧化物,后經(jīng)由脫羥反應(yīng)產(chǎn)生氧化物金屬氧化物。經(jīng)XRD表征發(fā)現(xiàn),由450℃退火的IGZO薄膜均是非晶結(jié)構(gòu)。經(jīng)SEM測(cè)試發(fā)現(xiàn),所制備的薄膜表面都十分平整,顆粒小而均勻,致密度也比較高。經(jīng)過光透過率測(cè)試發(fā)現(xiàn),所制備的IGZO薄膜在可見光波段均具有較高的光透過率(可達(dá)800%)。
[Abstract]:Printed electronics is an important technological innovation in the field of microelectronics. It is a new process for producing electronic devices and products by combining functional material ink and printing technology. In the field of functional ink, the thin films prepared from conductive silver ink show good electrical conductivity and chemical inertia, so it has been widely studied. Conductive silver ink can be divided into two types according to the solubility of precursor: granular type and granular type. In this paper, the synthesis of particulate free ink is studied. Its advantage is that there is no precipitation in the preparation process, and the sintering temperature is relatively low (generally about 200 鈩,
本文編號(hào):2014029
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