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Printed, Highly Stable Metal Oxide Thin‐Film Transistors with Ultra‐Thin High‐κ Oxide Dielectric
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-01-29 , DOI: 10.1002/aelm.201901071 Emanuel Carlos 1, 2 , Jaakko Leppäniemi 2 , Asko Sneck 2 , Ari Alastalo 2 , Jonas Deuermeier 1 , Rita Branquinho 1 , Rodrigo Martins 1 , Elvira Fortunato 1
Advanced Electronic Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-01-29 , DOI: 10.1002/aelm.201901071 Emanuel Carlos 1, 2 , Jaakko Leppäniemi 2 , Asko Sneck 2 , Ari Alastalo 2 , Jonas Deuermeier 1 , Rita Branquinho 1 , Rodrigo Martins 1 , Elvira Fortunato 1
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Lately, printed oxide electronics have advanced in the performance and low‐temperature solution processability that are required for the dawn of low‐cost flexible applications. However, some of the remaining limitations need to be surpassed without compromising the device electronic performance and operational stability. The printing of a highly stable ultra‐thin high‐κ aluminum‐oxide dielectric with a high‐throughput (50 m min−1) flexographic printing is accomplished while simultaneously demonstrating low‐temperature processing (≤200 °C). Thermal annealing is combined with low‐wavelength far‐ultraviolet exposure and the electrical, chemical, and morphological properties of the printed dielectric films are studied. The high‐κ dielectric exhibits a very low leakage‐current density (10−10 A cm−2) at 1 MV cm−1, a breakdown field higher than 1.75 MV cm−1, and a dielectric constant of 8.2 (at 1 Hz frequency). Printed indium oxide transistors are fabricated using the optimized dielectric and they achieve a mobility up to 2.83 ± 0.59 cm2 V−1 s−1, a subthreshold slope <80 mV dec−1, and a current ON/OFF ratio >106. The flexible devices reveal enhanced operational stability with a negligible shift in the electrical parameters after ageing, bias, and bending stresses. The present work lifts printed oxide thin film transistors a step closer to the flexible applications of future electronics.
中文翻译：
具有超薄高k氧化物电介质的印刷，高稳定性金属氧化物薄膜晶体管
最近，印刷氧化物电子在性能和低温溶液可加工性方面取得了进步，这是低成本灵活应用的曙光。但是，在不损害设备电子性能和操作稳定性的情况下，需要克服一些剩余限制。在完成高低温（≤50 m min -1）柔版印刷的同时，完成了高度稳定的超薄高κ氧化铝电介质的印刷，同时还展示了低温加工（≤200°C）。热退火与低波长远紫外线曝光相结合，并研究了印刷介电膜的电，化学和形态学特性。高κ电介质的漏电流密度非常低（10 -10在1 MV cm -1处的cm -2），高于1.75 MV cm -1的击穿场和8.2（在1 Hz频率下）的介电常数。使用优化的电介质制造印刷的氧化铟晶体管，它们的迁移率高达2.83±0.59 cm 2 V -1 s -1，亚阈值斜率<80 mV dec -1，电流开/关比> 10 6。柔性器件在老化，偏置和弯曲应力后，电气参数的变化可忽略不计，从而显示出增强的操作稳定性。当前的工作将印刷的氧化物薄膜晶体管提升了一步，与未来电子产品的灵活应用更加接近。
更新日期：2020-03-09
中文翻译：
具有超薄高k氧化物电介质的印刷，高稳定性金属氧化物薄膜晶体管
最近，印刷氧化物电子在性能和低温溶液可加工性方面取得了进步，这是低成本灵活应用的曙光。但是，在不损害设备电子性能和操作稳定性的情况下，需要克服一些剩余限制。在完成高低温（≤50 m min -1）柔版印刷的同时，完成了高度稳定的超薄高κ氧化铝电介质的印刷，同时还展示了低温加工（≤200°C）。热退火与低波长远紫外线曝光相结合，并研究了印刷介电膜的电，化学和形态学特性。高κ电介质的漏电流密度非常低（10 -10在1 MV cm -1处的cm -2），高于1.75 MV cm -1的击穿场和8.2（在1 Hz频率下）的介电常数。使用优化的电介质制造印刷的氧化铟晶体管，它们的迁移率高达2.83±0.59 cm 2 V -1 s -1，亚阈值斜率<80 mV dec -1，电流开/关比> 10 6。柔性器件在老化，偏置和弯曲应力后，电气参数的变化可忽略不计，从而显示出增强的操作稳定性。当前的工作将印刷的氧化物薄膜晶体管提升了一步，与未来电子产品的灵活应用更加接近。
京公网安备 11010802027423号