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基于印刷双层电极的氧化物薄膜晶体管

2021-10-10林奕龙陈思婷吴永波兰林锋彭俊彪

液晶与显示 2021年9期

林奕龙, 陈思婷, 吴永波, 兰林锋, 彭俊彪

(华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640)

1 引 言

薄膜晶体管(Thin-Film Transistor, TFT)作为平板显示驱动背板的核心元器件,在像素电路中控制每一个像素点的选址和驱动,影响着显示效果[1-2]。基于氧化物半导体的TFT由于其较高的载流子迁移率、出色的可见光透过性、极低的关态电流、以及良好的大面积均匀性等优点而受到广泛关注。目前,基于真空法的氧化物TFT已经实现量产应用,但真空法设备昂贵、成本较高[3-6];相比之下,溶液(印刷)法具有工艺简单、成本低的特点。近年来,印刷氧化物TFT受到了越来越多的关注。然而,印刷氧化物TFT的电极接触问题一直没有突破。

溶液加工的ITO薄膜与金属相比导电性较差,在大尺寸和高分辨率显示器的应用上会导致信号延迟增加,引起画面失真。可印刷的金属纳米颗粒油墨在高稳定性的导电电极中起着重要的作用。Cu纳米颗粒油墨是源漏电极的首选,因为它成本低,导电性能好。然而,纳米Cu在烧结过程中容易氧化,需要特殊的烧结环境,如惰性或还原性气氛,这覆盖了Cu纳米颗粒的成本优势[7]。尽管可以通过闪速烧结在空气中获得导电铜薄膜,但这需要用于光子固化的特殊设备和与该方法兼容的底层材料的优化,这也需要较高的成本[8]。Ag是广受关注的材料,在太阳能电池和光催化降解领域都有广阔的应用前景[9-10]。其相对成本效益优于Au,化学稳定性优于Cu。然而,用Ag纳米颗粒做电极存在一些严重的问题:例如,由于Ag的功函数大或残留有机物,容易与n型半导体形成肖特基接触,导致接触电阻增加[11];……

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