[发明专利]一种用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件的制造方法，具体涉及一种用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的封装方法，属于有机电子技术领域。

背景技术

金属氧化物是一种新型的宽禁带化合物半导体材料，具有较高的电子迁移率、在可见光范围有很高的透过率以及可通过多种工艺实现的特点。基于此类半导体材料的薄膜晶体管(TFT)因其在下一代平板显示技术，包括有源液晶显示、有源矩阵有机发光二极管显示和电子纸中的应用潜力，是近年来的研究热点。对于未经封装的底栅结构的薄膜晶体管，其有源层暴露在环境中，因此晶体管在工作过程中会受到环境的影响，导致阈值电压的漂移，这种不稳定性严重影响了其实现产业化。为了改善这一状况，可通过对器件进行封装，在整个器件上形成一层保护层，从而能有效地隔绝空气中气体分子对TFT半导体层的影响。目前，常用作TFT保护层的无机绝缘材料(Y₂O₃、Al₂O₃、HfO₂、SiO₂、Si₃N₄等)一般采用射频溅射方法进行沉积，然而沉积工艺过程中的高温等离子可能会破坏有源层的半导体，导致器件性能的衰减。

发明内容

本发明针对现有技术采用射频溅射方法对金属氧化物半导体薄膜晶体管进行封装导致器件性能衰减的不足，提供一种用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的封装方法，利用有机绝缘材料，通过低温的溶液法工艺对所述晶体管进行封装，达到在提高器件稳定性的同时不损坏器件电学性能的目的，同时降低封装成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的封装方法，其包括如下步骤：

第一步，采用喷墨印刷、丝网印刷、光刻或者使用具有一定图案的掩膜进行热蒸镀的方法在绝缘衬底的上表面上制备栅电极；

第二步，采用旋涂、刮涂、热生长或溅射方法在绝缘衬底和栅电极上制备栅极绝缘层；

第三步，采用旋涂、喷涂、喷墨打印、溅射或外延生长法在栅极绝缘层上制备金属氧化物有源层，成膜后进行退火；

第四步，采用溅射、光刻、喷墨印刷、丝网印刷或者使用具有一定图案的掩膜进行热蒸镀的方法在金属氧化物有源层上制备源电极和漏电极；

第五步，采用旋涂、喷涂、滴涂、刮涂、丝网印刷或提拉法在金属氧化物有源层、源电极和漏电极上制备器件保护层，成膜后进行退火。

本发明所述的用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的封装方法，其步骤第五步中，退火的温度不超过150℃。

所述的金属氧化物半导体薄膜晶体管的绝缘衬底为玻璃、塑料薄膜或重掺杂单晶硅片，所述栅电极的材料为能够导电的金属、掺杂的硅、铟锡氧化物或聚3，4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐有机导电材料，所述栅极绝缘层为SiOx、SiNx、金属氧化物或有机聚合物构成的绝缘薄膜，所述金属氧化物有源层由氧化锌、氧化铟镓锌、氧化铟锌或氧化铟镓构成，所述源电极和漏电极的材料为金、银或铝，所述器件保护层的材料为有机聚合物，该有机聚合物为聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸甲酯。

与现有技术相比，本发明所述的用于金属氧化物半导体薄膜晶体管的封装方法是利用可低温制备的有机聚合物材料对晶体管进行封装的，因而具有以下优点：

1)利用有机聚合物作为器件保护层，因而可将工艺温度控制在150摄氏度以下，从而能够应用于在柔性衬底上制备的薄膜晶体管的封装。

2)低温制备的器件保护层不会对金属氧化物有源层产生破坏，因此在提高器件稳定性的同时也不会损坏器件的电学性能。

3)采用溶液法制备器件保护层极大地节约了成本。

4)器件被封装后，隔绝了环境中气体分子对晶体管的影响，阻止了半导体层和环境中气体分子相互作用，提高了器件稳定性和均匀性。

附图说明

图1是经本发明封装的金属氧化物薄膜晶体管的结构示意图。

图2是未经封装的金属氧化物薄膜晶体管的性能均一性示意图。

图3是经本发明封装的金属氧化物薄膜晶体管的性能均一性示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。