[发明专利]一种用于实现印刷柔性集成电路的互联、封装结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路结构，具体涉及一种用于实现印刷柔性集成电路的互联、封装结构，属于电子技术领域。

背景技术

印刷电子由于其低成本、适用可溶液法低温制备、易于柔性和大面积集成等优点而取得了广泛的关注，在传感单元、射频标志识别标签、电子纸显示背板、医疗卫生等领域已经取得了实际应用。随着人们对于电子产品低成本和便携性要求的不断增长，印刷电子的发展势必会得到更大的推动和重视。

与传统硅基集成电路类似，互联与封装对于印刷电子集成电路也非常重要。为了实现复杂的电子功能，印刷电子需要有合适的互联、封装结构才能与可印刷晶体管结构、材料体系、电压功耗和加工工艺等因素相兼容。

与传统硅基集成电路不同，印刷柔性集成电路的基板通常是非热导性塑料材料，因而在散热上需要对结构有特殊的考虑，同时在实现印刷柔性集成电路的过程中要充分考虑到溶液法加工的特殊性。

发明内容

本发明针对印刷电子柔性集成电路的特殊性，提供一种用于实现印刷柔性集成电路的互联、封装结构，其能够达到上层散热与散热性差的塑料基板兼容、充分保护溶液法加工的半导体层以及底栅底接触结构晶体管易于集成的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于实现印刷柔性集成电路的互联、封装结构，其中基本单元晶体管为底栅底接触结构，所述互联、封装结构包括有绝缘衬底、器件互联层、栅电极、栅极绝缘层、源漏电极、半导体层、缓冲层和封装层，其特征是：所述绝缘衬底位于所述互联、封装结构的底层，所述器件互联层位于所述绝缘衬底之上，所述栅电极位于所述器件互联层之上，所述栅极绝缘层覆盖所述器件互联层和栅电极，所述源漏电极位于所述栅极绝缘层之上，所述半导体层覆盖所述源漏电极电极之间的沟道区域，所述缓冲层覆盖所述栅极绝缘层、所述源漏电极和所述半导体层，所述封装层位于所述缓冲层之上且在整个互联、封装结构的顶层。

所述绝缘衬底为玻璃或塑料薄膜。

所述器件互联层由金属互联线和层间绝缘层组成，该金属互联线的材料为导电金属或导电有机物，所述导电有机物为PEDOT:PSS，所述导电金属为金、银、铜或铝。该层间绝缘层是指采用可溶液法加工的绝缘层或者采用气相沉积、溅射或蒸镀工艺加工的绝缘层。

所述栅电极的材料为导电金属或导电有机物，所述导电有机物为PEDOT:PSS，所述导电金属为金、银、铜或铝。

所述栅极绝缘层为采用可溶液法加工、紫外线交联的绝缘层或者采用气相沉积、溅射或蒸镀工艺加工的绝缘层。

所述源漏电极的材料为导电金属并用含巯基的化学单分子自组装薄膜进行修饰，所述导电金属为金、银或铜。

所述半导体层为采用可溶液法加工的有机半导体。

所述缓冲层为采用可溶液法加工的聚合物绝缘层。

所述封装层为导热性良好的聚合物材料。

所述聚合物材料为导热胶。

本发明所述的用于实现印刷柔性集成电路的互联、封装结构具有以下优点：

第一、考虑到印刷电子采用散热性差的柔性基板的特殊性，将导热层放在结构的最上面，从上层散热，从而提高整个结构的散热性。

第二、底栅底接触结构的有机薄膜晶体管更容易用于电路集成，能够更好的与现有硅基电子工艺兼容，同时该结构的晶体管能够通过对栅极绝缘层的界面修饰取得良好的载流子传输界面，以更方便的控制载流子传输界面，通过降低亚阈值摆幅的方法来降低电压功耗而不受限制于栅极绝缘层的厚度和介电常数。

第三、将复杂的器件互联层的制备在半导体沉积之前完成，从而能够极大地保护溶液法加工的半导体层。

第四、本发明能够采用全溶液法进行制备，从而极大地节约了成本。

附图说明

图1为本发明的结构剖面示意图。

图2为本发明中溶液法底栅底接触结构有机薄膜晶体管通过降低亚阈值摆幅得到低电压的转移特性曲线。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作详细说明。

本发明所述的用于实现印刷柔性集成电路的互联、封装结构如图1所示，其中基本单元晶体管为底栅底接触结构，所述互联、封装结构包括有绝缘衬底11、器件互联层12、栅电极13、栅极绝缘层14、源漏电极15、半导体层16、缓冲层17和封装层18。