论文部分内容阅读
印制电子是微电子技术领域的重要技术创新,它是把功能材料墨水和印刷工艺结合起来生产电子器件和产品的新工艺。在当下功能墨水领域,由导电银墨水制备而成的薄膜表现出良好的导电性和化学惰性,从而被人们广泛研究。导电银墨水按照前驱物可溶性的不同,可区分为两类：无颗粒型与颗粒型。本文研究了无颗粒型墨水的合成,其优势在于制备过程中无沉淀、烧结温度较低(一般200℃左右)、与柔性衬底兼容性好。除了金属材料,可印刷半导体材料也是印刷电子研究的重点。因此,本文还研究了铟镓锌氧化物(IGZO)材料墨水的合成。作为一种典型的透明金属氧化物材料,IGZO拥有电学性能优异、可低温制备等优点,适合作为喷印式电子器件的半导体材料。论文第一部分为柠檬酸银导电墨水的合成及其薄膜的制备、性能研究。实验以硝酸银为银源、柠檬酸钠为反应剂,制备柠檬酸银；进而以单乙醇胺、1,2-丙二胺为络合剂,乙二醇单甲醚、无水乙醇为溶剂,羧甲基纤维素钠为连接料,制备出了稳定性高、粘度小、含银量高的无颗粒型导电墨水。研究了络合剂、有机溶剂、连接料、热处理温度等参数对导电银薄膜性能的影响。实验结果表明,相比于乙醇,使用乙二醇单甲醚为溶剂的导电墨水,在银薄膜成膜、电阻率等方面的性能要更加优越。相比于1,2-丙二胺,使用单乙醇胺为络合剂的导电墨水在热处理温度、导电薄膜表面致密度等方面要更加优越。此外还发现250℃是其最佳烧结温度,烧结温度太高或太低都不利于提高薄膜的电学性能。最后利用喷墨打印法,制备了银导线。银导线在整体连续性、表面平整度、线条均匀度等方面均表现良好。论文第二部分为IGZO墨水合成及其薄膜的制备与性能研究。实验以氯化镓、氯化铟、二水醋酸锌为前驱体,单乙醇胺为络合剂,乙二醇单甲醚为溶剂,制备了性能稳定的无颗粒型IGZO墨水,研究了Ga浓度对IGZO墨水和薄膜性能的影响。研究表明IGZO墨水前驱物的分解过程分为两个阶段：先由金属络合物分解、水解为氢氧化物,后经由脱羟反应产生氧化物金属氧化物。经XRD表征发现,由450℃退火的IGZO薄膜均是非晶结构。经SEM测试发现,所制备的薄膜表面都十分平整,颗粒小而均匀,致密度也比较高。经过光透过率测试发现,所制备的IGZO薄膜在可见光波段均具有较高的光透过率(可达800%)。