Integration von ZnO Nanopartikel Dünnschicht-Transistoren durch Sprühbeschichtung

Abstract:
Aktuell erregen transparente und flexible elektronische Schaltungen und Displays große Aufmerksamkeit. Ihre Integration auf flexiblen Substraten, Kompatibilität mit Hochdurchsatz-Druckverfahren und die damit verbundenen geringen Herstellungskosten begründen dieses Interesse. Daher werden Dünnschicht-Transistoren (TFTs) detailliert analysiert. Zinkoxid (ZnO) wird für diese Technologie als zukunftsträchtiges Halbleitermaterial gehandelt. Als Grundlage für spätere Druckprozesse untersuchen wir die Abscheidung einer ZnO-Nanopartikel-Dispersion durch ein Sprühbeschichtungsverfahren mit einer maximalen Prozesstemperatur von 150Grad C. Für diese Studie wurde ein koplanarer Aufbau mit hoch permittivem Lack als Gate-Dielektrikum verwendet. Die integrierten Transistoren weisen eine Einschaltspannung von ca. 0 V, eine Strommodulation von ION/IOFF = 10⁴ und eine Feldeffekt-Beweglichkeit in der Größenordnung von 0.04 cm²/Vs auf. Darüber hinaus wird die Verbesserung der Filmmorphologie durch die Verwendung einer Sauerstoff- Plasmabehandlung vor und eine Erwärmung der Wafer während des Sprühverfahrens der Nanopartikel-Dispersion analysiert.