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Dünnfilmtransistoren mit halbleitenden Nanopartikeln: Integrationstechniken für Einzelbauelemente und komplementäre Schaltungen auf flexiblen Substraten
Ort / Verlag
Paderborn
Erscheinungsjahr
2023
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 26.01.2023
ger: Unter dem Ausdruck flexible Elektronik werden leichte, biegbare und mitunter transparente Schaltungen zusammengefasst. Die grundlegenden Bausteine dieser Technologiesind Dünnfilmtransistoren (TFTs), die den Stromfluss in elektronischen Schaltungen steuern. Dieser Technologiezweig soll keine Konkurrenz zur konventionellen siliziumbasierten Elektronik darstellen, sondern durch die Kombination beider Technologien neuartige Anwendungen ermöglichen. Die in dieser Arbeit entwickelten TFTs für die flexible Elektronik basieren auf anorganischen Halbleitern. Für einen verlustarmen Betrieb sind Schaltungen in Komplementärtechnik erforderlich. Während der Großteil an Metalloxiden n-leitendes Verhalten aufweisen, ist die Auswahl an intrinsischen p-Halbleitern jedoch begrenzt. Ein p-leitendes Material ist CuO, das in dieser Arbeit untersucht wurde. Für die n-Typ-TFTs wurde ZnO verwendet, das als Halbleiter in der flexiblen Elektronik bereits weit verbreitet ist. Im Hinblick auf eine kostengünstige Integration, die zudem kompatibel mit einer großflächigen Herstellung auf flexiblen Substraten sein soll, wurde in dieser Arbeit die Verwendung lösungsmittelbasierter Prozesse forciert.
eng: The expression flexible electronics is used to describe lightweight, bendable and sometimes transparent circuits. The basic building blocks of this technology are thin-filmtransistors (TFTs), which control the current flow in electronic circuits. This branch oftechnology is not intended to compete with conventional silicon-based electronics, but toenable novel applications by combining both technologies.The TFTs developed in this work are based on inorganic semiconductors. Complementary technology circuits are required for low-loss operation. However, while the majority of metal oxides exhibit n-type behavior, the choice of intrinsic p-type semiconductors is limited. Such a p-type material is CuO, which will be investigated in this work. For the n-typeTFTs, ZnO is used, which is already widely applied as a semiconductor in flexible electronics. With regard to low-cost integration, which should also be compatible with large-area fabrication on flexible substrates, this work enforces the use of solvent-based processes.