论文部分内容阅读
随着物联网技术应用的发展,射频识别技术已经成为一大热门,而在射频识别应用中最核心的部分就是射频识别标签。基于传统硅工艺的射频识别标签在低频、高频领域已经十分成熟,在超高频和微波领域也有不少应用,但它的成本限制了应用领域。氧化物薄膜晶体管以透明、工艺简洁、成本低、性能良好等优势已经在显示领域得到大规模应用。本文旨在探究氧化物薄膜晶体管在集成电路制造上的能力,尤其是射频识别标签这类对成本敏感的应用。本文先研究了氧化锌薄膜晶体管的工作机理和制备工艺,在这基础上制备了简单的反相器,然后逐步搭建出成熟的电路模块,最后完成了整个射频识别标签的设计与制造。研究的主要创新成果包括:提出了新的阈值调节工艺,在增强型氧化锌薄膜晶体管的工艺基础上增加氘掺杂工艺将其转化为耗尽型器件,并可在同一晶圆上实现多阈值器件制备;在多阈值工艺的基础上制备了高性能的耗尽型负载反相器,其性能在同类研究中处于前列;以耗尽型负载反相器为基础,加上一些必要的射频模拟模块,搭建了简易的射频识别标签电路系统,该电路具有低功耗、低成本的优点,并展现出不错的数据速率,在同类研究中处于前列,在氧化锌薄膜晶体管的研究中更是达到了顶尖水准。本文的研究实现了低成本、低功耗的简易射频识别标签芯片的制备,在未来,将有可能制备基于氧化物薄膜晶体管的商用射频识别标签芯片,以更低的成本取代该领域的硅芯片,推动射频识别的广泛应用与物联网的发展。此外,这一应用的初步实现也展示了氧化锌薄膜晶体管具有集成电路制造的能力,它的低成本、透明、低功耗等特点在射频识别以外的领域也具有极大的发展前景。