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副教授:周颖梅《印刷电子》晶体管发展与印刷
第四次发展浪潮数字化与智能化融合舒适柔性实时性
发展背景-硅谷事件1956年,八位青年瞒着肖克利开始计划出走,被肖克利骂为“八叛逆”,创办了仙童半导体公司。1964年,仙童半导体公司创始人之一摩尔博士,天才地预言道,集成电路上能被集成的晶体管数目,将会以每18个月翻一番的速度稳定增长,并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔所作的这个预言,因后来集成电路的发展而得以证明,并在较长时期保持了它的有效性,被人誉为“摩尔定律”,成为新兴电子计算机产业的“第一定律”。
第三次发展浪潮:晶体管的发明与发展晶体管结构示意图从晶体管到集成电路匹配人工智能程序的AI芯片百万个微型晶体管的微芯片组成集成电路
晶体管工作原理
晶体管结构与分类晶体管泛指一切以固体半导体材料为基础的单一元件。PN结型晶体管NPN型三极管FET(场效应晶体管)JFET(结场效应晶体管)…….S是指源极D是指漏极G是栅极没有对G施加电压时,沟道中不会又电荷,S和D之间没有电流产生,晶体管处于关闭状态。晶体管结构
柔性电子元件全打印逻辑电路印刷制备的RFID天线喷墨打印制备的多层柔性电路全打印电阻全打印电容全打印电感基础元器件逻辑基础
有机薄膜晶体管特点与传统微电子技术相比,有机电子元器件的使用是一个显著的特点,其中有机薄膜晶体管(organicthinfilmtransistor,OTFT)占据着十分重要的地位,有机材料的使用为减小元器件重量和厚度,提高其柔韧性和延展性创造了条件。晶体管小尺寸背后的大突破在科技领域,很多突破都与“多”和“大”有关,但是在集成电路领域,有一个部件正在不断地往“小”的方向发展,那就是晶体管的栅极尺寸。
有机薄膜晶体管OFET(OrganicFieldEffectTransistor),即有机场效应晶体管,又被称为OTFT(OrganicThinFilmTransistor,有机薄膜晶体管)。全印刷有机场效应晶体管
有机薄膜晶体管结构
有机薄膜晶体管的特点优点缺点有机薄膜晶体管有机材料来源广,且质轻制作工艺简单,成本低与柔性衬底由良好的相容性×载流子迁移率低×电性能在空气中易退化×n型有机半导体材料少×无法在高温高湿极端情况下工作无机薄膜晶体管无机半导体材料物化性能稳定,器件重复性好迁移率高×需要高温制备,以及特定仪器制备×与柔性基底相容性差
有机薄膜晶体管制造技术汇总传统光刻喷涂旋涂印刷蒸镀喷涂旋涂点滴压印喷墨直接氧化原子层沉积法旋涂磁控溅射印刷转印
全印刷逻辑电路及晶体管元件全打印环形振荡器全打印PMOS反相器全打印SR锁存器全打印与门全打印或门与门和或门反相器环形振荡器触发器
制作工艺汇总全印刷丝网印刷刮涂喷墨打印旋涂其他转印凹印胶版印刷
卷对卷印刷晶体管卷对卷法实现有机薄膜晶体管的全印刷制备图
印刷场效应晶体管
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