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DATE:2019.04.16

  薄膜晶体管(Thin-film transistors, TFTs)是一类重要的半导体器件,在平板显示、传感器等领域具有广泛的应用价值。最近几年,宽带隙氧化物半导体由于其具有低温成膜、高电子迁移率、可见光透明等优点,在薄膜晶体管领域引起了人们广泛的研究兴趣。由于常规SiO栅介质电容耦合较弱,当前薄膜晶体管的典型工作电压一般大于10V,大大限制了其在便携式领域的应用。研究表明,离子液、离子凝胶(Ion Gels)具有高达10μF/cm的低频双电层电容。研究人员采用该类双电层栅介质制作了工作电压仅为1.0V-2.0V有机薄膜晶体管。但到目前为止,该类栅介质很少用于无机氧化物半导体晶体管器件研制。

  最近,课题组又自主开发了一种自组装工艺,仅仅采用一个掩膜版,一次磁控溅射就在双电层栅介质上沉积了ITO沟道、ITO源/漏电极,完成了晶体管制作【IEEE Electron Device Letters. 31, 1137 (2010)】。另外,课题组该还用单根SnO2纳米线作为晶体管沟道,成功研制了超低压、全透明纳米线双电层晶体管【Journal of Materials Chemistry, 20, 8010 (2010)】。

  上述基于氧化物半导体的超低压双电层晶体管在低成本、便携式传感、显示器件领域具有广泛的应用价值。

  (a) 单掩膜一步法自组装ITO基双电层薄膜晶体管示意图;(b) 弯曲的纸张薄膜晶体管测试图片;(c) 低压双电层纸张晶体管的输出曲线;(d)双电层纸张晶体管开关重复性测试结果。

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