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微电子聚合物电介质材料特点-印刷电子材料技术




来源:yiyi
时间:2017-5-16 1:05:25

微电子聚合物电介质材料特点-印刷电子材料技术

    优化以及控制这些参数是生产出能够满足性能要求的电路的关
键,同时需达到所要求的工艺成品率使电子品印刷成为现实。
    印刷晶体管:材料
    正如之前所讨论的,印刷电子材料发展得越发活跃,并且发展
了多种类别的印刷材料。由于目前可印刷的材料发展非常迅速,

    1.可印刷的半导体
    在可印刷电子材料中,最活跃的研究领域是可溶液加工的(即
具有潜在的可印刷性的)半导体。通常.可印刷半导体中的材料发
展可分为:(1)可溶性有机半导体,(2)可溶性有机半导体前驱物.
(3)可溶性无机半导体前驱物。
  2.可溶性有机半导体
  可印刷半导体的大部分工作集中在可溶性有机半导体的发展上,
包括聚合物,可溶性寡聚物以及可溶性小分子。一般来说,聚合物
方面的工作主要集中于聚噻吩和聚芳胺上,这是因为这些材料通常
比其他聚合物具有更高的电子迁移率。
   可印刷电介质
  在印刷晶体管中,电介质一般被用作栅介质。电介质能较好地耦
合栅电极和沟道材料,因而保证了印刷晶体管良好的静电感应作用
。为此通常需要采用尽可能薄的电介质.以确保栅和沟道最大的耦
合作用。此外.电介质与沟道间必须具有较好的界面.并且能够整
合进印刷设备的结构中.且尽可能减小其上/下层的劣化。
    聚合物电介质
    由于聚合物能用于构成可印刷半导体.冈而也能用于构成电介
质。在传统的微电子领域,聚合物电介质也被广泛应用。在印刷电
子品的应用中,聚合物电介质也A然成为印刷晶体管的一种选择。
在印刷晶体管中,多种种类的聚合物电介质都被广泛地研究。其中
包括聚酰亚胺以及聚四乙基苯酚(PVP)的聚合物电介质。通常,这
些电介质主要有以下特性:
    溶液加工性——出于成本考虑,迫切需要发展一些有可印刷的
电介质。因此,正如上述对于半导体的讨论.我们也迫切需要发展
一些可溶液加工的电介质材料。尤其是电介质的应用,溶液加工技
术必须非常完善,避免产生任何针孔、裂缝等,这一点十分重要
.因为这些缺陷可能会引发短路。
    热量兼容性——为了提升电子硬件的强度,大多被普遍研究的
电介质材料,包括上文提到的聚酰亚胺和聚四乙基苯酚等在印刷后
需要进行煅烧。而煅烧的目的各不相同。在有些材料中.煅烧是用
于蒸发残余溶剂。对于其他材料(像上文提到的聚酰亚胺和聚四乙
基苯酚)。煅烧可用于进行化学转化,例如发生交联反应。在任何
情况下.在所有的印刷层进行热处理时,热处理过程必须与衬底相
互兼容。
    频率特性——聚合物电介质通常在电特性七表现出频率依赖特
性。举例来说。许多聚合物由于分散效应.在高频率下介电常数有
很大的衰减。因此介电性能必须和应用所需频率相匹配。
    界面特性一电介质的界面对于设备的性能有很大的影响。在电
介质半导体界面的高陷阱密度会造成设备性能的显著下降。另外.
界面可能改变其自身的形貌以及填充结构(例如,在底栅型结构中
,半导体沉积在电介质上面。闪此,南于电介质会对半导体初始几
层的结构产生模板效应,电介质对半导体堆积具有很强的影响)。

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