Desenvolvimento de transistores verticais de efeito de campo impressos

Resumo

Para tornar a eletrônica impressa viável comercialmente é necessário que haja transistores com bons desempenhos fabricados por técnicas de impressão. As duas principais opções para atingir esse objetivo são estudar os materiais que constituem o dispositivo ou aprimorar sua arquitetura. Os óxidos semicondutores, entre eles o óxido de zinco (ZnO), são exemplos de materiais semicondutores com boa mobilidade que tem sido estudado em transistores impressos. Em relação a arquitetura, destaca-se o transistor vertical de efeito de campo (VFET). No VFET, as camadas são empilhadas verticalmente, de modo que os eletrodos de fonte e dreno são separados pela camada semicondutora e o canal é definido pela espessura do filme semicondutor. O principal desafio que se apresenta para o desenvolvimento de VFETs é a obtenção do eletrodo intermediário, o qual deve ter boa condutividade lateral e ser permeável ao campo elétrico do gate. O presente projeto de pesquisa prevê o desenvolvimento de VFET por impressão. Para isso, as principais etapas serão a fabricação por impressão do eletrodo intermediário baseado em malhas condutoras, como os nanotubos de carbono e nanofios, e a utilização do ZnO e do óxido de alumínio como semicondutor e dielétrico, respectivamente. A deposição do condutor por spray pirólise permite o estudo da percolação do filme condutor, por meio de medidas de resistência elétrica e capacitância in situ. Para realizar um estudo teórico da percolação, será desenvolvido um modelo que simule o processo de deposição. Além disso, o planejamento de experimento (DOE) será aplicado nas principais etapas do trabalho para otimizar a fabricação do VFET.