[發(fā)明專利]一種用于金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的封裝方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210162611.7
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN102664154A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭小軍;徐小麗;馮林潤;唐偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子器件的制造方法，具體涉及一種用于金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的封裝方法，屬于有機電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬氧化物是一種新型的寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料，具有較高的電子遷移率、在可見光范圍有很高的透過率以及可通過多種工藝實現(xiàn)的特點。基于此類半導(dǎo)體材料的薄膜晶體管(TFT)因其在下一代平板顯示技術(shù)，包括有源液晶顯示、有源矩陣有機發(fā)光二極管顯示和電子紙中的應(yīng)用潛力，是近年來的研究熱點。對于未經(jīng)封裝的底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，其有源層暴露在環(huán)境中，因此晶體管在工作過程中會受到環(huán)境的影響，導(dǎo)致閾值電壓的漂移，這種不穩(wěn)定性嚴(yán)重影響了其實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。為了改善這一狀況，可通過對器件進行封裝，在整個器件上形成一層保護層，從而能有效地隔絕空氣中氣體分子對TFT半導(dǎo)體層的影響。目前，常用作TFT保護層的無機絕緣材料(Y₂O₃、Al₂O₃、HfO₂、SiO₂、Si₃N₄等)一般采用射頻濺射方法進行沉積，然而沉積工藝過程中的高溫等離子可能會破壞有源層的半導(dǎo)體，導(dǎo)致器件性能的衰減。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)采用射頻濺射方法對金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管進行封裝導(dǎo)致器件性能衰減的不足，提供一種用于金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的封裝方法，利用有機絕緣材料，通過低溫的溶液法工藝對所述晶體管進行封裝，達到在提高器件穩(wěn)定性的同時不損壞器件電學(xué)性能的目的，同時降低封裝成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種用于金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的封裝方法，其包括如下步驟：

第一步，采用噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、光刻或者使用具有一定圖案的掩膜進行熱蒸鍍的方法在絕緣襯底的上表面上制備柵電極；

第二步，采用旋涂、刮涂、熱生長或濺射方法在絕緣襯底和柵電極上制備柵極絕緣層；

第三步，采用旋涂、噴涂、噴墨打印、濺射或外延生長法在柵極絕緣層上制備金屬氧化物有源層，成膜后進行退火；

第四步，采用濺射、光刻、噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷或者使用具有一定圖案的掩膜進行熱蒸鍍的方法在金屬氧化物有源層上制備源電極和漏電極；

第五步，采用旋涂、噴涂、滴涂、刮涂、絲網(wǎng)印刷或提拉法在金屬氧化物有源層、源電極和漏電極上制備器件保護層，成膜后進行退火。

本發(fā)明所述的用于金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的封裝方法，其步驟第五步中，退火的溫度不超過150℃。

所述的金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的絕緣襯底為玻璃、塑料薄膜或重?fù)诫s單晶硅片，所述柵電極的材料為能夠?qū)щ姷慕饘佟诫s的硅、銦錫氧化物或聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸鹽有機導(dǎo)電材料，所述柵極絕緣層為SiOx、SiNx、金屬氧化物或有機聚合物構(gòu)成的絕緣薄膜，所述金屬氧化物有源層由氧化鋅、氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅或氧化銦鎵構(gòu)成，所述源電極和漏電極的材料為金、銀或鋁，所述器件保護層的材料為有機聚合物，該有機聚合物為聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸甲酯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的用于金屬氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管的封裝方法是利用可低溫制備的有機聚合物材料對晶體管進行封裝的，因而具有以下優(yōu)點：

1)利用有機聚合物作為器件保護層，因而可將工藝溫度控制在150攝氏度以下，從而能夠應(yīng)用于在柔性襯底上制備的薄膜晶體管的封裝。

2)低溫制備的器件保護層不會對金屬氧化物有源層產(chǎn)生破壞，因此在提高器件穩(wěn)定性的同時也不會損壞器件的電學(xué)性能。

3)采用溶液法制備器件保護層極大地節(jié)約了成本。

4)器件被封裝后，隔絕了環(huán)境中氣體分子對晶體管的影響，阻止了半導(dǎo)體層和環(huán)境中氣體分子相互作用，提高了器件穩(wěn)定性和均勻性。

附圖說明

圖1是經(jīng)本發(fā)明封裝的金屬氧化物薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是未經(jīng)封裝的金屬氧化物薄膜晶體管的性能均一性示意圖。

圖3是經(jīng)本發(fā)明封裝的金屬氧化物薄膜晶體管的性能均一性示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。