具有应力释放弹性结构的皮肤兼容非晶氧化物薄膜晶体管

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:42
文章英文标题
Skin-Compatible Amorphous Oxide Thin-Film-Transistors with a Stress-Released Elastic Architecture
正文
人们展示了一种高度可靠的反向梯形结构聚二甲基硅氧烷( PDMS ),以实现机械增强的非晶态铟镓氧化锌( a-IGZO )薄膜晶体管( TFTs ),用于皮肤兼容电子。有限元分析( FEA )模拟表明,与常规衬底相比,a-IGZO TFTs内部的应力可以得到有效的降低。基于该结果,采用常规光刻工艺,利用负光刻胶( NPR )实现反向梯形均质结构,简单易用的NPR光刻可实现高分辨率的图形化,从而获得大面积可扩展的器件结构。反向梯形结构PDMS上的a-IGZO TFT在10 V的漏极偏压下具有最大的饱和迁移率6.06 cm2V-1s-1,应变应力最小。因此,包括应力释放结构在内的a-IGZO TFT表现出较高的力学性能,在15 %应变下饱和迁移率变化在12 %以内,而PDMS上传统的平面a-IGZO TFT即使在1 %应变下也表现出超过10 %的迁移率变化,无法在2 %应变下工作。
文章内容(英文)
A highly reliable reverse-trapezoid-structured polydimethylsiloxane (PDMS) is demonstrated to achieve mechanically enhanced amorphous indium-gallium-zinc oxide (a-IGZO) thin-film-transistors (TFTs) for skin-compatible electronics. Finite element analysis (FEA) simulation reveals that the stress within a-IGZO TFTs can be efficiently reduced compared to conventional substrates. Based on the results, a conventional photolithography process was employed to implement the reverse-trapezoid homogeneous structures using a negative photoresist (NPR). Simply accessible photolithography using NPR enabled high-resolution patterning and thus large-area scalable device architectures could be obtained. The a-IGZO TFTs on the reverse-trapezoid-structured PDMS exhibited a maximum saturation mobility of 6.06 cm2V−1s−1 under a drain bias voltage of 10 V with minimal strain stress. As a result, the proposed a-IGZO TFTs, including stress-released architecture, exhibited highly enhanced mechanical properties, showing saturation mobility variation within 12% under a strain of 15%, whereas conventional planar a-IGZO TFTs on PDMS showed mobility variation over 10% even under a 1% strain and failed to operate beyond a 2% strain.
来源出处
Journal|[J]Applied SciencesVolume 11, Issue 12. 2021. PP 5501-5501
DOI
https://doi.org/10.3390/APP11125501

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