[發明專利]一種用于實現印刷柔性集成電路的互聯、封裝結構

有效

• 申請號: 201210316399.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102832344A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 郭小軍;馮林潤;崔晴宇;徐小麗;唐偉
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01L51/05
• 分類號: H01L51/05;H01L51/10;H01L27/28
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術領域

本發明涉及一種集成電路結構，具體涉及一種用于實現印刷柔性集成電路的互聯、封裝結構，屬于電子技術領域。

背景技術

印刷電子由于其低成本、適用可溶液法低溫制備、易于柔性和大面積集成等優點而取得了廣泛的關注，在傳感單元、射頻標志識別標簽、電子紙顯示背板、醫療衛生等領域已經取得了實際應用。隨著人們對于電子產品低成本和便攜性要求的不斷增長，印刷電子的發展勢必會得到更大的推動和重視。

與傳統硅基集成電路類似，互聯與封裝對于印刷電子集成電路也非常重要。為了實現復雜的電子功能，印刷電子需要有合適的互聯、封裝結構才能與可印刷晶體管結構、材料體系、電壓功耗和加工工藝等因素相兼容。

與傳統硅基集成電路不同，印刷柔性集成電路的基板通常是非熱導性塑料材料，因而在散熱上需要對結構有特殊的考慮，同時在實現印刷柔性集成電路的過程中要充分考慮到溶液法加工的特殊性。

發明內容

本發明針對印刷電子柔性集成電路的特殊性，提供一種用于實現印刷柔性集成電路的互聯、封裝結構，其能夠達到上層散熱與散熱性差的塑料基板兼容、充分保護溶液法加工的半導體層以及底柵底接觸結構晶體管易于集成的效果。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于實現印刷柔性集成電路的互聯、封裝結構，其中基本單元晶體管為底柵底接觸結構，所述互聯、封裝結構包括有絕緣襯底、器件互聯層、柵電極、柵極絕緣層、源漏電極、半導體層、緩沖層和封裝層，其特征是：所述絕緣襯底位于所述互聯、封裝結構的底層，所述器件互聯層位于所述絕緣襯底之上，所述柵電極位于所述器件互聯層之上，所述柵極絕緣層覆蓋所述器件互聯層和柵電極，所述源漏電極位于所述柵極絕緣層之上，所述半導體層覆蓋所述源漏電極電極之間的溝道區域，所述緩沖層覆蓋所述柵極絕緣層、所述源漏電極和所述半導體層，所述封裝層位于所述緩沖層之上且在整個互聯、封裝結構的頂層。

所述絕緣襯底為玻璃或塑料薄膜。

所述器件互聯層由金屬互聯線和層間絕緣層組成，該金屬互聯線的材料為導電金屬或導電有機物，所述導電有機物為PEDOT:PSS，所述導電金屬為金、銀、銅或鋁。該層間絕緣層是指采用可溶液法加工的絕緣層或者采用氣相沉積、濺射或蒸鍍工藝加工的絕緣層。

所述柵電極的材料為導電金屬或導電有機物，所述導電有機物為PEDOT:PSS，所述導電金屬為金、銀、銅或鋁。

所述柵極絕緣層為采用可溶液法加工、紫外線交聯的絕緣層或者采用氣相沉積、濺射或蒸鍍工藝加工的絕緣層。

所述源漏電極的材料為導電金屬并用含巰基的化學單分子自組裝薄膜進行修飾，所述導電金屬為金、銀或銅。

所述半導體層為采用可溶液法加工的有機半導體。

所述緩沖層為采用可溶液法加工的聚合物絕緣層。

所述封裝層為導熱性良好的聚合物材料。

所述聚合物材料為導熱膠。

本發明所述的用于實現印刷柔性集成電路的互聯、封裝結構具有以下優點：

第一、考慮到印刷電子采用散熱性差的柔性基板的特殊性，將導熱層放在結構的最上面，從上層散熱，從而提高整個結構的散熱性。

第二、底柵底接觸結構的有機薄膜晶體管更容易用于電路集成，能夠更好的與現有硅基電子工藝兼容，同時該結構的晶體管能夠通過對柵極絕緣層的界面修飾取得良好的載流子傳輸界面，以更方便的控制載流子傳輸界面，通過降低亞閾值擺幅的方法來降低電壓功耗而不受限制于柵極絕緣層的厚度和介電常數。

第三、將復雜的器件互聯層的制備在半導體沉積之前完成，從而能夠極大地保護溶液法加工的半導體層。

第四、本發明能夠采用全溶液法進行制備，從而極大地節約了成本。

附圖說明

圖1為本發明的結構剖面示意圖。

圖2為本發明中溶液法底柵底接觸結構有機薄膜晶體管通過降低亞閾值擺幅得到低電壓的轉移特性曲線。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案作詳細說明。

本發明所述的用于實現印刷柔性集成電路的互聯、封裝結構如圖1所示，其中基本單元晶體管為底柵底接觸結構，所述互聯、封裝結構包括有絕緣襯底11、器件互聯層12、柵電極13、柵極絕緣層14、源漏電極15、半導體層16、緩沖層17和封裝層18。