金屬氧化物半導體薄膜晶體管（thin film transistors,TFTs）具有優(yōu)異的電學性能、熱穩(wěn)定性和可見光區(qū)的高透光性。基于溶液法工藝的P型氧化物TFT在高性能、低成本的有機發(fā)光二極管和低功耗互補金屬氧化物半導體電路（CMOS）等領域具有廣泛應用前景。在眾多薄膜沉積方法中,可大面積制備、直接圖案化的噴墨打印技術是目前最具競爭力的工藝技術之一。本文采用噴墨打印技術制備P型NiOx-TFT的有源層,并對NiOx薄膜的形貌結構、光學特性以及TFT器件的電學性能進行表征。主要研究內容如下:研究墨水配置工藝,獲取穩(wěn)定的墨水體系以及成膜均勻性調控方法。調節(jié)壓電陶瓷驅動電壓實現墨水穩(wěn)定噴射與成膜,通過調節(jié)基板溫度以及墨水粘度實現對薄膜均勻性的有效控制。實驗表明,基板溫度的升高會增強向墨滴邊緣運輸的毛細流,從而加劇“咖啡環(huán)”現象的產生,調節(jié)墨水粘度可輕易地消除“咖啡環(huán)”效應。隨著墨水粘度的增加,由于向邊緣運輸的毛細流被減弱,溶質的向外擴散被抑制,導致“咖啡環(huán)”逐漸消失并形成均勻的薄膜;而墨水粘度過高會導致“圓屋頂”型薄膜的生成。研究退火溫度對NiOx薄膜的形貌、結構、化學組分、光學特性的影... 

【文章頁數】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 薄膜晶體管簡介
        1.2.1 薄膜晶體管發(fā)展歷史
        1.2.2 薄膜晶體管的結構
        1.2.3 薄膜晶體管的工作原理及關鍵參數
    1.3 噴墨打印技術概述
        1.3.1 噴墨打印簡介
        1.3.2 噴墨打印技術原理
        1.3.3 噴墨打印在平板顯示中的應用與發(fā)展
    1.4 本課題的研究意義和內容
        1.4.1 本課題的研究意義
        1.4.2 本課題研究的主要內容
第二章 基于噴墨打印的氧化鎳TFT器件結構與表征方法
    2.1 引言
    2.2 各功能層薄膜沉積方法
        2.2.1 原子層沉積制備絕緣層
        2.2.2 噴墨打印制備有源層
        2.2.3 真空蒸發(fā)鍍膜制備源漏電極
    2.3 薄膜及器件的表征手段
        2.3.1 薄膜的厚度測量
        2.3.2 薄膜的結構分析
        2.3.3 薄膜的形貌觀察
        2.3.4 薄膜的成分與元素價態(tài)分析
        2.3.5 薄膜的光學性能測量
        2.3.6 器件的電學性能測量
    2.4 本章小結
第三章 氧化鎳薄膜的噴墨打印工藝優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 氧化鎳墨水配制
        3.2.1 墨水體系的確定
        3.2.2 墨水配制過程
        3.2.3 墨水粘度、表面張力測試
    3.3 噴墨打印制備氧化鎳薄膜
        3.3.1 墨滴調制
        3.3.2 墨滴干燥
        3.3.3 實驗過程
    3.4 噴墨打印工藝優(yōu)化
        3.4.1 打印襯底溫度對氧化鎳薄膜均勻性的影響
        3.4.2 墨水粘度對氧化鎳薄膜均勻性的影響
    3.5 噴墨打印墨滴成膜過程的有限元仿真
        3.5.1 仿真模型
        3.5.2 模擬過程與結果
    3.6 本章小結
第四章 基于噴墨打印的NiO_x-TFT器件制備與優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 基于噴墨打印的NiO_x-TFT器件制備
    4.3 噴墨打印NiO_x有源層退火溫度對器件性能影響的研究
        4.3.1 退火溫度對NiO_x薄膜結構與表面形貌影響
        4.3.2 退火溫度對NiO_x薄膜光學性能影響
        4.3.3 退火溫度對NiO_x薄膜化學組分的影響
        4.3.4 退火溫度對器件性能的影響
    4.4 絕緣層對器件性能影響的研究
        4.4.1 絕緣層表面形貌分析
        4.4.2 絕緣層漏電流測試
        4.4.3 不同絕緣層器件性能分析
    4.5 本章小結
第五章 摻雜NiO_x-TFT噴墨打印制備與性能研究
    5.1 引言
    5.2 噴墨打印Sn:NiO_x-TFT制備及性能研究
        5.2.1 Sn:NiO_x-TFT器件制備
        5.2.2 Sn:NiO_x薄膜的光學性能研究
        5.2.3 Sn:NiO_x薄膜的組成成分分析
        5.2.4 Sn:NiO_x-TFT器件性能分析
    5.3 噴墨打印Cu:NiO_x-TFT制備及性能研究
        5.3.1 Cu:NiO_x-TFT器件制備
        5.3.2 Cu摻雜比例對Cu:NiO_x薄膜形貌的影響
        5.3.3 Cu摻雜比例對Cu:NiO_x薄膜光學性能的影響
        5.3.4 Cu:NiO_x薄膜的組成成分分析
        5.3.5 Cu摻雜比例對Cu:NiO_x-TFT器件性能的影響
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
個人簡介
攻讀碩士期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]噴墨打印技術的研究及其在電子器件產品中的應用[J]. 侯倩,陳君.  科技創(chuàng)新與應用. 2016(04)
[2]噴墨打印有機電致發(fā)光顯示屏的制作工藝及研究進展[J]. 劉會敏,鄭華,許偉,彭俊彪.  中國材料進展. 2014(03)
[3]噴墨打印高精度圖案研究進展[J]. 鄺旻旻,王京霞,王利彬,宋延林.  化學學報. 2012(18)
[4]Inkjet printing for flexible electronics:Materials,processes and equipments[J]. YIN ZhouPing, HUANG YongAn, BU NingBin, WANG XiaoMei ＆ XIONG YouLun State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China.  Chinese Science Bulletin. 2010(30)
[5]噴墨印刷技術原理與發(fā)展綜述[J]. 陳錦新.  印刷質量與標準化. 2008(10)

博士論文
[1]原子層沉積制備幾種納米薄膜、納米復合結構及其在微電子和儲能器件中的應用研究[D]. 曹燕強.南京大學 2016
[2]噴墨打印電致發(fā)光薄膜及器件制備方法的研究[D]. 劉會敏.華南理工大學 2016

碩士論文
[1]噴墨印刷制備有機場效應晶體管的研究[D]. 謝業(yè)磊.南京郵電大學 2015
[2]SnO2和NiO薄膜晶體管的研究[D]. 翟俊霞.河南大學 2014
[3]印制電子工藝及其在有機電子器件上的應用研究[D]. 張園.華東理工大學 2014
[4]多孔低k MSQ薄膜的制備及其性能研究[D]. 傅丹蓉.華中科技大學 2007



本文編號：3660873