图案化

利用ICAP所制备的图案化电解质实现了2μm空间分辨率、15.6μF·cm⁻²高电容并在宽温度范围(−50°C至200°C)内具有良好热稳定性，将其集成至OECT后，相较未图案化器件，开关比提升325%，器件间串扰抑制率97.6%。

阵列隔离，面向集成：图案化电解质通过空间限域离子传输，显著降低OECT阵列中的离子泄漏和器件间串扰；

除此之外，ICAP图案化电解质兼容p型和n型有机半导体以及无机氧化物半导体，凸显了其跨材料体系的通用性。

ICAP图案化电解质对OECT阵列泄漏电流、器件串扰和逻辑错误的抑制。

ICAP图案化电解质的制备流程与材料兼容性示意图。

SEM和光学显微图表明，ICAP图案化电解质可实现2μm特征尺寸，并能完成高分辨率的复杂图案，为进一步验证其可扩展性，实现了高密度的电解质晶圆级阵列，体现了ICAP图案化电解质在尺寸和可制造性上的综合优势。

为克服这一限制，我们采用ICAP图案化电解质制备OECT阵列，通过空间限制离子传输，在相邻沟道之间建立可靠电学隔离。

为阐明电解质图案化在抑制离子串扰中的作用，进行了二维TCAD仿真，比较连续和图案化电解质OECT中的离子分布及泄漏电流路径。

为验证图案化电解质在后续工艺中的稳定性，进一步考察了其在水显影和ICAP后处理过程中的形貌变化。

仿真结果显示，连续电解质会导致明显的横向离子扩散和泄漏电流路径，而ICAP图案化电解质能够有效将移动离子限制在寻址沟道附近并抑制泄漏电流。

对于OECT阵列的实际集成而言，抑制泄漏电流并最大程度降低相邻器件间的电学串扰至关重要，但由于未图案化电解质中的离子迁移难以控制，这一问题仍具挑战性。

总体而言，ICAP为高密度电解质栅控晶体管、柔性生物电子器件和神经形态集成电路提供了一条兼具工艺可扩展性、材料通用性和器件可靠性的图案化电解质路线。

此外，研究进一步补充了结合实验突触响应开展的MNIST识别模拟，基于PEDOT-OECT、WO₃-OECT和BBL-OECT的人工神经网络分别获得99.7%、98.97%和90.7%的识别准确率，说明该图案化电解质策略不仅服务于单器件性能，也具有面向阵列级神经形态系统的应用潜力。

此外，随着沟道长度减小，未图案化器件的泄漏电流急剧上升，而图案化OECT始终保持较低漏电流，证实了图案化电解质的隔离作用。

相比之下，在图案化电解质构型中，电解质被限制在有源沟道区域，且不与源/漏电极直接接触，周围间隙被视为离子阻挡区域。

随后，将图案化电解质浸入LiCl溶液中，通过离子补偿增强其电学性能。

本研究围绕OECT阵列集成中长期存在的电解质图案化难题，提出了离子补偿辅助光刻策略。

ICAP图案化器件能够有效抑制漏电流，确保沟道电阻仅由半导体决定。

因此，相较未图案化器件，开关比提升了325%。

在未图案化器件中，额外的离子导电路径会产生较大的泄漏电流，使测得的源漏等效电阻同时受到半导体沟道电阻和电解质电阻的影响。

在未图案化构型中，增大干扰栅偏压(Vcrosstalk)会导致受扰器件电流(Icrosstalk)显著升高，相比之下，ICAP图案化阵列表现出可忽略的寄生响应，在Vcrosstalk=1.5V下实现97.6%的串扰抑制，相较未图案化器件寄生耦合降低40倍以上。

将ICAP制备的电解质与已报道的先进电解质进行基准比较，总结了最小特征尺寸、电容和离子电导率等关键参数，ICAP电解质在图案化分辨率、电容和离子电导率方面表现出综合提升，体现了ICAP在多项关键指标之间实现的良好平衡和综合性能优势。

PSS作为沟道半导体，制备了图案化和未图案化OECT阵列。

未图案化OECT阵列允许移动离子在相邻晶体管之间自由迁移，从而产生显著泄漏电流和强器件间耦合。

阵列隔离，面向集成：图案化电解质通过空间限域离子传输，显著降低OECT阵列中的离子泄漏和器件间串扰；

在未图案化构型中，增大干扰栅偏压(Vcrosstalk)会导致受扰器件电流(Icrosstalk)显著升高，相比之下，ICAP图案化阵列表现出可忽略的寄生响应，在Vcrosstalk=1.5V下实现97.6%的串扰抑制，相较未图案化器件寄生耦合降低40倍以上。

利用ICAP所制备的图案化电解质实现了2μm空间分辨率、15.6μF·cm⁻²高电容并在宽温度范围(−50°C至200°C)内具有良好热稳定性，将其集成至OECT后，相较未图案化器件，开关比提升325%，器件间串扰抑制率97.6%。

相比未图案化阵列，串扰抑制率97.6%，开关比提升325%，寄生耦合降低40倍以上。

ICAP图案化器件能够有效抑制漏电流，确保沟道电阻仅由半导体决定。

ICAP图案化电解质对OECT阵列泄漏电流、器件串扰和逻辑错误的抑制。

为阐明电解质图案化在抑制离子串扰中的作用，进行了二维TCAD仿真，比较连续和图案化电解质OECT中的离子分布及泄漏电流路径。

仿真结果显示，连续电解质会导致明显的横向离子扩散和泄漏电流路径，而ICAP图案化电解质能够有效将移动离子限制在寻址沟道附近并抑制泄漏电流。

相比之下，图案化阵列显著抑制寄生离子电流，即使在较大的干扰栅摆幅下，也能使受扰器件保持电学静默，从而维持信号完整性。

此外，随着沟道长度减小，未图案化器件的泄漏电流急剧上升，而图案化OECT始终保持较低漏电流，证实了图案化电解质的隔离作用。

为阐明电解质图案化在抑制离子串扰中的作用，进行了二维TCAD仿真，比较连续和图案化电解质OECT中的离子分布及泄漏电流路径。