[发明专利]热处理结晶化半导体氧化物的转印技术

说明书

本发明的目的是提供一种高温热处理并退火的结晶化半导体金属氧化物薄膜晶体管的低温转印技术方法。首先采用印刷工艺在转移板上印刷半导体金属氧化物图案。第二步将印有半导体金属氧化物图案的耐高温转移板放入加热退火炉中进行热处理，IGZO氧化物控制在600度左右。第三步，将涂胶的绝缘薄膜，如PET薄膜，和退火降温后的结晶化半导体金属氧化物图案贴合，转印到事先印好行扫描线和第一晶体管T1栅极导电图案的薄膜上，这个转印过程是颠倒逆反的，使原本涂胶薄膜在半导体金属氧化物图案上方，转印到在半导体金属氧化物下方。涂胶薄膜成为T1栅极的导电层和结晶化氧化物半导体层之间的绝缘层。

技术领域

本发明涉及半导体材料和器件的制作，属于印刷电子领域，具体涉及到一种印制金属氧化物半导体层，进而热处理并退火部分结晶化，然后转印到柔性透明基材上的工艺技术方法和创新结构。

背景技术

金属氧化物薄膜晶体管TFT的载流子迁移率是通常采用的半导体非晶硅的20-50倍，可以大大提高显示速率，像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时，更快的响应速度也大大提高了像素的扫描速率，使得超高分辨率成为可能；另外，由于薄膜晶体管体量的减少，提高了透光率，降低了电阻率，金属氧化物薄膜晶体管TFT具有更高的能效水平，效率更高。

金属氧化物半导体的高透明度，高迁移率，制备成本低，以及可以大面积制备的特征吸引了大量研究人员和投资者的目光，继而投入巨资研究开发，然而目前的金属氧化物半导体材料大多数采用真空溅射，化学沉淀等成膜工艺，需要超高真空环境和大量精细的掩模版，有着极为复杂的工艺和高昂的制备成本。

近年来，大量研究人员尝试着使用喷墨印刷技术制备无机金属氧化物半导体晶体管，该技术对衬底选择具有较高的兼容性，无需掩模板，无需超高真空环境等特征有望成为未来的热门，但是没有经过高温热处理得到的部分结晶化的金属氧化物晶体管，不能得到理想的高迁移率和响应速度，而适用于喷墨印刷的基材，尤其是透明柔性基材通常是不能够耐高温的材料。

因此，针对现有技术的不足，本发明提出了一种通过印制金属氧化物晶体管，中真空度气氛下热处理和自然退火，然后通过柔性膜贴合转印的工艺技术。该技术可适用于制备小尺寸和低厚度的金属氧化物薄膜晶体管，同时可适用于柔性透明的基材，以克服现有技术的不足。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，而设计和提供的可适用于制备小尺寸和低厚度的金属氧化物薄膜晶体管，同时可适用于柔性透明的基材的热处理部分结晶化金属氧化物半导体的转印技术。

本发明的技术方案是：一种通过印制金属氧化物半导体薄膜晶体管，中真空气氛下热处理和退火达到部分结晶化的效果，然后通过柔性膜贴合转印的方法。

本发明创造与现有技术比较有如下优点：1、部分结晶化半导体薄膜晶体管迁移迁率高，响应快，体积小。2、印刷氧化物半导体热处理并退火设备和维护成本低，效果好，稳定可靠。3、印刷墨水和印刷基材兼容性好，可以制作性能卓越的柔性透明的薄膜晶体管，并且成本较低，制成品有很大性价比优势。

附图说明

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，基于这些实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下，可获得所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例和其他方面的特点和优势将变得更加清楚。应当理解，此处所描述的具体实施例和附图，仅仅用于理解本发明，并不用于限定本发明。由于下文所述的半导体层，绝缘层和导电层的厚度是纳米级的，肉眼不可见的，所以根本无法按照比例作图，所做之图只能是示意图，仅供参考。

图1描述了金属氧化物半导体墨水印制在高温转移板上的俯视图，图中，101是耐高温转移板，102是金属氧化物半导体材料印制图案；

图2描述了印制金属氧化物图案，经过高温热处理和退火后，转印膜附在印制图案上的效果图，图中201为转运膜；