聚電解質(zhì)柵控薄膜晶體管及其人工突觸研究
發(fā)布時間：2022-05-02 23:15
氧化物半導體薄膜晶體管（TFT）由于具有高遷移率、低工藝溫度、可見光波段透明的優(yōu)點,在平板顯示領域有著廣闊的應用前景。然而傳統(tǒng)的柵介質(zhì)材料電容較小使得薄膜晶體管工作電壓一般在10 V以上,導致其在便攜式低功耗電子領域中的應用受到限制。為解決這一問題,本論文研究了以具有巨大雙電層電容效應的聚電解質(zhì)作為柵介質(zhì)的薄膜晶體管。由于聚電解質(zhì)具有巨大雙電層電容效應,這類晶體管可在較低電壓下工作。本文主要包括以下內(nèi)容:（1）采用無機-有機雜化聚電解質(zhì)作為晶體管的柵介質(zhì)層,成功研制出ZnO雙電層薄膜晶體管（EDLTs）,器件表現(xiàn)出了非常高的開關電流比（>10~7）和比較低的閾值電壓（<3 V）。為提升晶體管性能,研究了濺射過程中有源層厚度、氧氬流量比和沉積溫度對晶體管電學特性的影響。在室溫下,氧氬流量比為5/25 sccm制備的器件有著優(yōu)異的性能:開關電流比高達4.66×10~8,閾值電壓為2.4 V,亞閾值擺幅為61 mV dec-1,跨導為8.4 mS。此外,通過升高薄膜沉積溫度,晶體管閾值電壓會進一步下降,循環(huán)測試下器件的性能更加穩(wěn)定,但是會導致關態(tài)電流增加。（...
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管簡介
1.2.1 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管的工作原理
1.2.2 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管的性能參數(shù)
1.3 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管的研究現(xiàn)狀
1.3.1 EGTs中的溝道層材料
1.3.2 EGTs中的柵介質(zhì)材料
1.4 本論文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
2 樣品的制備與表征方法
2.1 晶體管源漏電極的圖形化工藝
2.1.1 光刻與刻蝕技術
2.1.2 源漏電極的圖形化工藝流程
2.2 磁控濺射技術
2.2.1 磁控濺射原理
2.2.2 磁控濺射設備簡介
2.3 有源層薄膜表征技術
2.3.1 X射線光電子能譜(XPS)
2.3.2 X射線衍射(XRD)
2.3.3 原子力顯微鏡(AFM)
2.4 晶體管器件的電學特性表征設備
2.4.1 半導體器件參數(shù)分析儀
2.4.2 手動探針臺
2.5 本章小結
3 聚電解質(zhì)柵控氧化鋅薄膜晶體管
3.1 氧化鋅雙電層薄膜晶體管的制備
3.2 氧化鋅薄膜的表征與分析
3.2.1 ZnO薄膜的X射線衍射(XRD)測定
3.2.2 ZnO薄膜的原子力顯微鏡(AFM)分析
3.3 氧化鋅雙電層薄膜晶體管電學性能分析
3.3.1 ZnO雙電層薄膜晶體管的工作原理
3.3.2 有源層厚度對ZnO雙電層薄膜晶體管性能的影響
3.3.3 氧氬流量比對ZnO雙電層薄膜晶體管性能的影響
3.3.4 沉積溫度對ZnO雙電層薄膜晶體管性能的影響
3.3.5 ZnO雙電層薄膜晶體管的循環(huán)測試分析
3.4 本章小結
4 聚電解質(zhì)柵控三氧化鎢薄膜晶體管
4.1 三氧化鎢電化學薄膜晶體管的制備
4.2 三氧化鎢薄膜的表征與分析
4.2.1 WO_3 薄膜的X射線光電子能譜(XPS)分析
4.2.2 WO_3 薄膜的X射線衍射(XRD)測定
4.2.3 WO_3 薄膜的原子力顯微鏡(AFM)分析
4.3 三氧化鎢電化學薄膜晶體管電致變色性能分析
4.4 三氧化鎢電化學薄膜晶體管電學性能分析
4.4.1 氧氬流量比對多晶WO_3電化學薄膜晶體管性能的影響
4.4.2 聚電解質(zhì)中Li~+含量對多晶WO_3電化學薄膜晶體管性能的影響..
4.4.3 非晶WO_3電化學薄膜晶體管電學性能測試
4.4.4 源漏電場下Li~+對WO_3溝道層的電導調(diào)制特性研究
4.5 本章小結
5 基于聚電解質(zhì)柵控三氧化鎢晶體管的人工突觸研究
5.1 興奮性突觸后電流的模擬與調(diào)控
5.2 突觸可塑性的模擬與調(diào)控
5.2.1 短期突觸可塑性的模擬與調(diào)控
5.2.2 長期突觸可塑性的模擬與調(diào)控
5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
本文編號：3650151
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
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Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管簡介
1.2.1 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管的工作原理
1.2.2 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管的性能參數(shù)
1.3 電解質(zhì)柵控薄膜晶體管的研究現(xiàn)狀
1.3.1 EGTs中的溝道層材料
1.3.2 EGTs中的柵介質(zhì)材料
1.4 本論文主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
2 樣品的制備與表征方法
2.1 晶體管源漏電極的圖形化工藝
2.1.1 光刻與刻蝕技術
2.1.2 源漏電極的圖形化工藝流程
2.2 磁控濺射技術
2.2.1 磁控濺射原理
2.2.2 磁控濺射設備簡介
2.3 有源層薄膜表征技術
2.3.1 X射線光電子能譜(XPS)
2.3.2 X射線衍射(XRD)
2.3.3 原子力顯微鏡(AFM)
2.4 晶體管器件的電學特性表征設備
2.4.1 半導體器件參數(shù)分析儀
2.4.2 手動探針臺
2.5 本章小結
3 聚電解質(zhì)柵控氧化鋅薄膜晶體管
3.1 氧化鋅雙電層薄膜晶體管的制備
3.2 氧化鋅薄膜的表征與分析
3.2.1 ZnO薄膜的X射線衍射(XRD)測定
3.2.2 ZnO薄膜的原子力顯微鏡(AFM)分析
3.3 氧化鋅雙電層薄膜晶體管電學性能分析
3.3.1 ZnO雙電層薄膜晶體管的工作原理
3.3.2 有源層厚度對ZnO雙電層薄膜晶體管性能的影響
3.3.3 氧氬流量比對ZnO雙電層薄膜晶體管性能的影響
3.3.4 沉積溫度對ZnO雙電層薄膜晶體管性能的影響
3.3.5 ZnO雙電層薄膜晶體管的循環(huán)測試分析
3.4 本章小結
4 聚電解質(zhì)柵控三氧化鎢薄膜晶體管
4.1 三氧化鎢電化學薄膜晶體管的制備
4.2 三氧化鎢薄膜的表征與分析
4.2.1 WO_3 薄膜的X射線光電子能譜(XPS)分析
4.2.2 WO_3 薄膜的X射線衍射(XRD)測定
4.2.3 WO_3 薄膜的原子力顯微鏡(AFM)分析
4.3 三氧化鎢電化學薄膜晶體管電致變色性能分析
4.4 三氧化鎢電化學薄膜晶體管電學性能分析
4.4.1 氧氬流量比對多晶WO_3電化學薄膜晶體管性能的影響
4.4.2 聚電解質(zhì)中Li~+含量對多晶WO_3電化學薄膜晶體管性能的影響..
4.4.3 非晶WO_3電化學薄膜晶體管電學性能測試
4.4.4 源漏電場下Li~+對WO_3溝道層的電導調(diào)制特性研究
4.5 本章小結
5 基于聚電解質(zhì)柵控三氧化鎢晶體管的人工突觸研究
5.1 興奮性突觸后電流的模擬與調(diào)控
5.2 突觸可塑性的模擬與調(diào)控
5.2.1 短期突觸可塑性的模擬與調(diào)控
5.2.2 長期突觸可塑性的模擬與調(diào)控
5.3 本章小結
結論
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本文編號：3650151
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教材專著
