薄膜晶体管与聚二甲基硅氧烷集成式柔性压容传感器的研究

发布时间：2022-10-21 19:43

　　柔性压力传感器作为柔性电子器件的基础元件,在人机交互、医疗检测以及智能显示等领域有着广阔的应用前景,受到学术界和工业界的广泛关注。柔性压力传感器根据工作机制的不同主要分有压阻型、压容型和压电型等,其中压容型传感器因其温度稳定性好,对静态小压力感知灵敏等优点,得到了大量的研究。然而,由于压容式传感器采集的是电容信号,不方便与现有的电路系统集成,增加了外围电路的复杂性,其次,压容式传感器的大面积阵列化制造也面临挑战。为解决以上问题,本文提出了一种基于聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）以及非晶态铟镓锌氧化物薄膜晶体管（a-IGZO TFT）的新型压力传感器,并围绕着高灵敏度、柔性、以及大面积阵列制备三个关键指标,对集成式柔性压容传感器进行了一系列的基础研究和工程优化。主要包含以下三个方面:（1）集成式柔性压容传感器的方案设计与分析。首先设计了集成式柔性压容传感器的电路与结构,然后根据压容式传感器的工作原理以及薄膜晶体管的电学特性,对集成式柔性压容传感器的功能和原理进行了分析。（2）PDMS的压容特性研究与优化。首先对PDMS薄膜的制备工艺进行了设计,重点研究... 

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 国内外研究概况
        1.3.1 压力传感器的性能指标
        1.3.2 压力传感器的分类
        1.3.3 压容式压力传感器的研究现状
        1.3.4 压容式压力传感器与晶体管集成的研究现状
    1.4 论文的主要研究内容
第二章 集成式柔性压容传感器的方案设计与分析
    2.1 集成式柔性压容传感器的基本结构
    2.2 集成式柔性压容传感器的工作原理
        2.2.1 压容效应
        2.2.2 a-IGZO薄膜晶体管的工作原理
        2.2.3 a-IGZO薄膜晶体管的主要电学参数
        2.2.4 集成式柔性压容传感器的工作原理
    2.3 本章小结
第三章 PDMS的压容特性研究与优化
    3.1 实验测试平台搭建
    3.2 压容传感器介电材料的制备
        3.2.1 聚二甲基硅氧烷
        3.2.2 聚二甲基硅氧烷薄膜的制备方法
    3.3 PDMS的压容性能优化
        3.3.1 固化温度对PDMS压敏特性的影响
        3.3.2 微结构化PDMS薄膜的制备及压容特性分析
    3.4 本章小结
第四章 集成式柔性压容传感器的制备与分析
    4.1 集成式柔性压容传感器的版图设计
    4.2 集成式柔性压容传感器的制备工艺
        4.2.1 薄膜的制备方法
        4.2.2 集成式柔性压容传感器的制备工艺
    4.3 集成式柔性压容传感器的性能研究与优化
        4.3.1 沟道宽长比对传感器压敏特性的影响
        4.3.2 等离子体处理对传感器压敏特性的影响
        4.3.3 器件的压敏特性分析
        4.3.4 器件稳定性测试
    4.4 集成式柔性压容传感器的应用研究
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢



本文编号：3696262