導(dǎo)電銀與IGZO墨水的合成及其薄膜制備研究.pdf

1、印制電子是微電子技術(shù)領(lǐng)域的重要技術(shù)創(chuàng)新，它是把功能材料墨水和印刷工藝結(jié)合起來生產(chǎn)電子器件和產(chǎn)品的新工藝。在當(dāng)下功能墨水領(lǐng)域，由導(dǎo)電銀墨水制備而成的薄膜表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性和化學(xué)惰性，從而被人們廣泛研究。導(dǎo)電銀墨水按照前驅(qū)物可溶性的不同，可區(qū)分為兩類:無顆粒型與顆粒型。本文研究了無顆粒型墨水的合成，其優(yōu)勢(shì)在于制備過程中無沉淀、燒結(jié)溫度較低（一般200℃左右）、與柔性襯底兼容性好。除了金屬材料，可印刷半導(dǎo)體材料也是印刷電子研究的重點(diǎn)。因此，本

2、文還研究了銦鎵鋅氧化物(IGZO)材料墨水的合成。作為一種典型的透明金屬氧化物材料，IGZO擁有電學(xué)性能優(yōu)異、可低溫制備等優(yōu)點(diǎn)，適合作為噴印式電子器件的半導(dǎo)體材料。
　　論文第一部分為檸檬酸銀導(dǎo)電墨水的合成及其薄膜的制備、性能研究。實(shí)驗(yàn)以硝酸銀為銀源、檸檬酸鈉為反應(yīng)劑，制備檸檬酸銀;進(jìn)而以單乙醇胺、1，2-丙二胺為絡(luò)合劑，乙二醇單甲醚、無水乙醇為溶劑，羧甲基纖維素鈉為連接料，制備出了穩(wěn)定性高、粘度小、含銀量高的無顆粒型導(dǎo)電墨水。研

3、究了絡(luò)合劑、有機(jī)溶劑、連接料、熱處理溫度等參數(shù)對(duì)導(dǎo)電銀薄膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于乙醇，使用乙二醇單甲醚為溶劑的導(dǎo)電墨水，在銀薄膜成膜、電阻率等方面的性能要更加優(yōu)越。相比于1，2-丙二胺，使用單乙醇胺為絡(luò)合劑的導(dǎo)電墨水在熱處理溫度、導(dǎo)電薄膜表面致密度等方面要更加優(yōu)越。此外還發(fā)現(xiàn)250℃是其最佳燒結(jié)溫度，燒結(jié)溫度太高或太低都不利于提高薄膜的電學(xué)性能。最后利用噴墨打印法，制備了銀導(dǎo)線。銀導(dǎo)線在整體連續(xù)性、表面平整度、線條均勻度等方面

4、均表現(xiàn)良好。
　　論文第二部分為IGZO墨水合成及其薄膜的制備與性能研究。實(shí)驗(yàn)以氯化鎵、氯化銦、二水醋酸鋅為前驅(qū)體，單乙醇胺為絡(luò)合劑，乙二醇單甲醚為溶劑，制備了性能穩(wěn)定的無顆粒型IGZO墨水，研究了Ga濃度對(duì)IGZO墨水和薄膜性能的影響。研究表明IGZO墨水前驅(qū)物的分解過程分為兩個(gè)階段:先由金屬絡(luò)合物分解、水解為氫氧化物，后經(jīng)由脫羥反應(yīng)產(chǎn)生氧化物金屬氧化物。經(jīng)XRD表征發(fā)現(xiàn)，由450℃退火的IGZO薄膜均是非晶結(jié)構(gòu)。經(jīng)SEM測(cè)試發(fā)