基于氧化物薄膜晶体管电容触控/光传感双模态三维集成人机交互界面仿真、实验与测试数据集

为了解决目前多模态传感人机交互界面的传感机理、物理结构不同带来的系统集成的困难。我们通过基于氧化物薄膜晶体管实现了一个电容触控/光传感双模态三维集成人机交互界面。基于Silvaco SmartSpice工具进行基于氧化物薄膜晶体管的片上栅极扫描电路的设计，确定其满足阵列传感的时序要求及其最大工作频率不低于10 KHz。同时进行3T-2C的有源矩阵触控传感像素电路的设计，确定能在扫描信号下，基于电容耦合机制实现对传感晶体管栅极-源极电压约5V的电压变化。并进行1T-1D的有源矩阵光传感像素电路的设计，确定其能够在扫描信号下将有机光电二极管偏置在-1~-1.5 V的电压下进行高灵敏光响应。通过Silvaco VictoryProcess与VictoryDevice进行3D TCAD仿真验证电容触控的原理确保手指触控电容信号能够正确耦合。对于流片加工后的阵列样品，利用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜 (HAADF-STEM)与能量色散谱(EDS)进行阵列膜层结构分析以及组分分析。利用半导体参数分析仪器Keysight 1500与Keithley 4200对氧化物晶体管进行转移特性、输出特性、光稳定性的表征。利用光谱透过率测试仪UV3100PC测试触控阵列的透过率数据。利用基于Xilinx Atrix-7 FPGA的读出系统对两个传感阵列的传感数据进行读出，将采集数据记录为png、mat等多种格式用于后续分析。数据量约36.4 MB。