薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示裝置，涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，可不增加構(gòu)圖工藝次數(shù)，有效阻止源漏極的刻蝕工藝對(duì)氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響。該制備方法包括形成氧化物半導(dǎo)體有源層；通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬層的石墨烯層轉(zhuǎn)移至氧化物半導(dǎo)體有源層上；通過(guò)構(gòu)圖工藝，在石墨烯層上形成源漏極；通過(guò)灰化工藝，去除源極和漏極之間相對(duì)區(qū)域的石墨烯層，形成第一石墨烯保留層和第二石墨烯保留層。用于薄膜晶體管及包含該薄膜晶體管的陣列基板的制備。
【專利說(shuō)明】薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著顯示裝置尺寸不斷地增大，相應(yīng)地對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的頻率要求也在逐漸提高，需要具有更高載流子迀移率的薄膜晶體管(Thin Film Transistor，簡(jiǎn)稱TFT)作為顯示裝置中像素單元的開(kāi)關(guān)。傳統(tǒng)的TFT采用非晶硅材料作為有源層，其載流子迀移率僅為0.5cm2/V *s，很難滿足大尺寸顯示裝置的驅(qū)動(dòng)需要。因此，目前TFT多采用以IGZO(Indium GalliumZinc Oxide，銦鎵鋅氧化物)為典型代表的具有高載流子迀移率的氧化物半導(dǎo)體作為有源層O
[0003]目前，TFT中的源極和漏極多采用電阻較低的金屬或合金材料制成，需要通過(guò)濕法刻蝕形成相應(yīng)的圖案化的電極。而濕法刻蝕工藝中的刻蝕液極易對(duì)金屬氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響，降低了有源層的品質(zhì)，導(dǎo)致其電性能下降。因此，傳統(tǒng)的TFT多采用如圖1所示的刻蝕阻擋型(ESL)，即在氧化物半導(dǎo)體有源層11上通過(guò)一次構(gòu)圖工藝先形成一層刻蝕阻擋層20，再在刻蝕阻擋層20上形成圖案化的源極12a和漏極12b。
[0004]由于上述ESL型TFT的制備過(guò)程中增加了刻蝕阻擋層的構(gòu)圖工藝，必然導(dǎo)致TFT整體結(jié)構(gòu)的構(gòu)圖工藝次數(shù)增加，不利于產(chǎn)能的提高；然而，若為了不增加構(gòu)圖工藝的次數(shù)，不采用ESL型的TFT，在濕法刻蝕形成源極和漏極之間的間隙時(shí)必然會(huì)對(duì)氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響，降低產(chǎn)品品質(zhì)。
[0005]因此，如何在不增加TFT構(gòu)圖工藝次數(shù)的情況下，防止源極和漏極的刻蝕工藝對(duì)氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響成為了亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于此，為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種薄膜晶體管及制備方法、陣列基板及制備方法、顯示裝置，可在不增加TFT構(gòu)圖工藝次數(shù)的情況下，有效阻止源極和漏極的刻蝕工藝對(duì)氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0008]第一方面、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管的制備方法，包括形成氧化物半導(dǎo)體有源層；所述制備方法還包括，通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬層的石墨烯層轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層上，且所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸；通過(guò)構(gòu)圖工藝，在所述石墨烯層上形成源極和漏極；通過(guò)灰化工藝，去除所述源極和所述漏極之間相對(duì)區(qū)域的所述石墨烯層，形成分別位于所述源極和所述漏極下的第一石墨烯保留層和第二石墨烯保留層。
[0009]可選的，所述通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬膜層的石墨烯膜層轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層上，且所述石墨烯膜層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸，具體包括，在襯底材料層上形成石墨烯層；在所述石墨烯層上形成源漏金屬層；在所述源漏金屬層上形成釋放膠層，將形成有所述源漏金屬層的石墨烯層與所述襯底材料層分離；通過(guò)覆膜工藝，將形成有所述源漏金屬層的所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層黏合在一起，且所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸；根據(jù)所述釋放膠層的性質(zhì)，促使所述釋放膠層釋放失去黏性。
[0010]優(yōu)選的，所述襯底材料層采用晶化的鍺材料構(gòu)成。
[0011]優(yōu)選的，所述釋放膠層為熱釋放膠層，通過(guò)加熱使所述熱釋膠層釋放失去黏性。
[0012]優(yōu)選的，所述釋放膠層為光敏釋放膠層，通過(guò)紫外光照射使所述光敏釋放膠層釋放失去黏性。
[0013]優(yōu)選的，所述釋放膠層為反應(yīng)釋放膠層，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使所述反應(yīng)釋放膠層釋放失去黏性。
[0014]可選的，所述灰化工藝包括等離子體灰化。
[0015]在上述基礎(chǔ)優(yōu)選的，所述源漏金屬膜層采用單質(zhì)銅、或含銅合金、或單質(zhì)金構(gòu)成。
[0016]可選的，所述制備方法還包括，在形成所述氧化物半導(dǎo)體有源層之前，在襯底基板上依次形成柵極，柵絕緣層；或者，在形成所述第一石墨烯保留層和所述第二石墨烯保留層之后，在所述源極和所述漏極上依次形成柵絕緣層，柵極。
[0017]第二方面、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括:位于襯底基板一側(cè)的氧化物半導(dǎo)體有源層；位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層上的源極和漏極；其中，所述源極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第一石墨烯保留層，所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第二石墨烯保留層。
[0018]優(yōu)選的，所述薄膜晶體管還包括，位于所述襯底基板與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間的柵極、柵絕緣層；或者，位于所述源極和所述漏極上的柵絕緣層、柵極。
[0019]第三方面、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種陣列基板的制備方法，包括上述的所述薄膜晶體管的制備方法。
[0020]優(yōu)選的，所述制備方法還包括，形成與所述薄膜晶體管的源極相連的數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)線引線的步驟；形成分別位于所述數(shù)據(jù)線和所述數(shù)據(jù)線引線下的第三石墨烯保留層和第四石墨烯保留層的步驟；其中，所述數(shù)據(jù)線及所述數(shù)據(jù)線引線與所述源極和所述漏極在同一次構(gòu)圖工藝中形成；所述第三石墨烯保留層和所述第四石墨烯保留層與所述第一石墨烯保留層和所述第二石墨烯保留層在同一次灰化工藝中形成。
[0021]第四方面、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種陣列基板，所述陣列基板包括，位于襯底基板一側(cè)的薄膜晶體管；所述薄膜晶體管包括氧化物半導(dǎo)體有源層、位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層上的源極和漏極；所述源極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第一石墨烯保留層，所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第二石墨烯保留層；與所述薄膜晶體管的源極相連的數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)線引線；分別位于所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線下方的第三石墨烯保留層、第四石墨烯保留層；其中，所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線與所述源極、所述漏極同層設(shè)置；所述第三石墨烯保留層、所述第四石墨烯保留層與所述第一石墨烯保留層、所述第二石墨烯保留層同層設(shè)置。
[0022]第五方面、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的所述陣列基板。
[0023]通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制備方法，一方面、由于在對(duì)所述源漏金屬層進(jìn)行構(gòu)圖工藝時(shí)，所述源漏金屬層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間間隔有所述石墨烯層，由于石墨烯是由蜂窩狀的六邊形分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)致密，可有效阻止構(gòu)圖工藝中采用的刻蝕液腐蝕到所述氧化物半導(dǎo)體有源層，避免了源漏極的構(gòu)圖工藝對(duì)所述氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響。
[0024]另一方面、由于得到圖案化的所述源極、所述漏極后，只需通過(guò)灰化工藝去除所述源極、所述漏極覆蓋下的其余區(qū)域的所述石墨烯層，即可露出所述氧化物半導(dǎo)體有源層中對(duì)應(yīng)于所述源極、所述漏極之間的間隙的區(qū)域及其他區(qū)域，無(wú)需增加額外的構(gòu)圖工藝，從而避免了采用現(xiàn)有技術(shù)中形成刻蝕阻擋型(ESL)的TFT所額外增加的構(gòu)圖工藝。
[0025]此外，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制備方法，由于在所述源極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間、所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間分別具有所述第一石墨烯保留層和所述第二石墨烯保留層，而石墨烯材料具有特殊的能帶結(jié)構(gòu)，具有極高的電子迀移率，因此，采用上述制備方法可以顯著提高所述源極、所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間的溝道區(qū)電性能，使得通過(guò)上述制備方法得到的薄膜晶體管具有更高的開(kāi)態(tài)電流，可顯著提高像素的響應(yīng)速度，從而更好地滿足大尺寸顯示裝置的需求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的刻蝕阻擋型(ESL)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法流程圖；
[0029]圖3(a)為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法中通過(guò)步驟SOl得到的結(jié)構(gòu)不意圖一；
[0030]圖3(b)為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種薄膜晶體管的制備方法中通過(guò)步驟SOl得到的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0031]圖4(a)為在圖3(a)所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過(guò)步驟S02得到的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4(b)為在圖3(b)所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過(guò)步驟S02得到的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5(a)為在圖4(a)所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過(guò)步驟S03得到的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5(b)為在圖4(b)所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過(guò)步驟S03得到的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為在圖5(b)所示的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上依次形成柵絕緣層和柵極后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7-圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的具體實(shí)施例的工藝過(guò)程示意圖。
[0037]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0038]01-陣列基板；10-薄膜晶體管；ll_(IGZO)氧化物半導(dǎo)體有源層；12_源漏金屬層；12a-源極；12b-漏極；13_石墨稀層；13a_第一石墨稀保留層；13b_第二石墨稀保留層；13d-第四石墨烯保留層；14_柵極；15_柵絕緣層；16_數(shù)據(jù)線引線；17-公共電極線；18-鈍化層；18a-第一過(guò)孔；18b-第二過(guò)孔；18c_第三過(guò)孔；19-像素電極；20_刻蝕阻擋層O

【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種薄膜晶體管10的制備方法，包括形成氧化物半導(dǎo)體有源層11 ;如圖2所示，所述制備方法還包括:
[0041]S01、如圖3(a)或圖3(b)所示，通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬層12的石墨烯層13轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層11上，且所述石墨烯層13與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11直接接觸。
[0042]502、如圖4(&)或圖4(b)所示，通過(guò)構(gòu)圖工藝，在所述石墨烯層13上形成源極12a和漏極12b。
[0043]S03、如圖5(a)或圖5(b)所示，通過(guò)灰化工藝，去除所述源極12a和所述漏極12b之間相對(duì)區(qū)域的所述石墨烯層13，形成分別位于所述源極12a和所述漏極12b下的第一石墨稀保留層13a和第—石墨稀保留層13b。
[0044]當(dāng)然，所述制備方法還可以包括在形成所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之前，參考圖3(a)所示，在襯底基板100上依次形成柵極40，柵絕緣層15 ;或者，所述制備方法還包括，如圖6所示，在形成所述第一石墨烯保留層13a、所述第二石墨烯保留層13b之后，在所述源極12a和所述漏極12b上依次形成柵絕緣層15，柵極14。
[0045]需要說(shuō)明的是，第一、所述氧化物半導(dǎo)體有源層11具體可以為銦鎵鋅氧化物(IGZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦(In203)及其摻雜氧化物，在此不作限定。
[0046]第二、由于石墨烯制備過(guò)程的反應(yīng)溫度較高，通?？蛇_(dá)900°C以上，若直接在形成的氧化物半導(dǎo)體有源層11上形成石墨烯，會(huì)導(dǎo)致所述氧化物半導(dǎo)體有源層11的性能受到嚴(yán)重影響，因此，將形成有源漏金屬層12的石墨烯層13轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層11上，可以避免形成石墨烯時(shí)對(duì)所述氧化物半導(dǎo)體有源層11產(chǎn)生影響。
[0047]第三、在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制備方法中，所述構(gòu)圖工藝可以是對(duì)膜層(可由一層或多層薄膜構(gòu)成)進(jìn)行任意處理以形成具有特定圖案的工藝，典型的構(gòu)圖工藝是應(yīng)用一次掩模板，通過(guò)光刻膠曝光、顯影、刻蝕、去除光刻膠的工藝。
[0048]其中，掩模板可以是普通掩模板、或半色調(diào)掩模板、或灰色調(diào)掩模板，應(yīng)根據(jù)具體構(gòu)圖工藝靈活調(diào)整。
[0049]因此，采用上述步驟S02以形成所述源極12a、所述漏極12b的具體工藝可沿用現(xiàn)有技術(shù)，即:
[0050]步驟(I):在所述源漏金屬層12上形成光刻膠，通過(guò)掩模板對(duì)光刻膠進(jìn)行曝光、顯影，形成光刻膠完全保留部分和光刻膠完全去除部分。
[0051]其中，光刻膠完全保留部分對(duì)應(yīng)待形成的源極12a、漏極12b，光刻膠完全去除部分對(duì)應(yīng)所述源漏金屬層12上的其他區(qū)域。
[0052]步驟(2):對(duì)光刻膠完全去除部分暴露出的所述源漏金屬層12上的其他區(qū)域進(jìn)行刻蝕，得到圖案化的源極12a、漏極12b。
[0053]步驟(3):通過(guò)剝離工藝去除所述源極12a、所述漏極12b上的光刻膠完全保留部分的光刻膠。
[0054]第四、本發(fā)明實(shí)施例對(duì)所述薄膜晶體管10中的所述柵極14與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11的位置關(guān)系不作限定，例如可以是參考圖3(a)所示的相對(duì)于襯底基板100，所述柵極14位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層11的下方，也可以是參考圖3(b)所示的所述氧化物半導(dǎo)體有源層11位于襯底基板100上，所述柵極14位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層11的上方(圖中未示意出)。
[0055]第五、所述源極12a和所述漏極12b之間相對(duì)區(qū)域即薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)的溝道區(qū)。此處，在上述步驟S03中，去除上述相對(duì)區(qū)域的所述石墨烯層13之外，還可以去除所述石墨烯層13沒(méi)有被所述源極12a和所述漏極12b覆蓋的其他區(qū)域。
[0056]基于此，通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制備方法，一方面、由于在對(duì)所述源漏金屬層12進(jìn)行構(gòu)圖工藝時(shí)，所述源漏金屬層12與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間間隔有所述石墨烯層13，由于石墨烯是由蜂窩狀的六邊形分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)致密，可有效阻止構(gòu)圖工藝中采用的刻蝕液腐蝕到所述氧化物半導(dǎo)體有源層11，避免了源漏極的構(gòu)圖工藝對(duì)所述氧化物半導(dǎo)體有源層11產(chǎn)生影響。
[0057]另一方面、由于得到圖案化的所述源極12a、所述漏極12b后，只需通過(guò)灰化工藝去除所述源極12a、所述漏極12b覆蓋下的其余區(qū)域的所述石墨烯層13，即可露出所述氧化物半導(dǎo)體有源層11中對(duì)應(yīng)于所述源極12a、所述漏極12b之間的間隙的區(qū)域及其他區(qū)域，無(wú)需增加額外的構(gòu)圖工藝，從而避免了采用現(xiàn)有技術(shù)中形成刻蝕阻擋型(ESL)的TFT所額外增加的構(gòu)圖工藝。
[0058]此外，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述制備方法，由于在所述源極12a與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間、所述漏極12b與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間分別具有所述第一石墨烯保留層13a和所述第二石墨烯保留層13b，而石墨烯材料具有特殊的能帶結(jié)構(gòu)，其價(jià)帶η電子和導(dǎo)帶Z電子相交于費(fèi)米能級(jí)，能帶交疊點(diǎn)附近，電子由于受到周圍對(duì)稱晶格勢(shì)場(chǎng)的影響，有效質(zhì)量變?yōu)榱?，類似于相?duì)論的狄拉克電子。由于石墨烯的這種獨(dú)特的電子能帶結(jié)構(gòu)，使其具有極高的電子迀移率，因此，采用上述制備方法可以顯著提高所述源極12a、所述漏極12b與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間的溝道區(qū)電性能，使得通過(guò)上述制備方法得到的薄膜晶體管10具有更高的開(kāi)態(tài)電流，可顯著提高像素的響應(yīng)速度，從而更好地滿足大尺寸顯示裝置的需求。
[0059]進(jìn)一步的，上述步驟SOl具體可包括以下5個(gè)子步驟:
[0060]S11、在襯底材料層上形成石墨稀層。
[0061]S12、在所述石墨烯層上形成源漏金屬層。
[0062]S13、在所述源漏金屬層上形成釋放膠層，將形成有所述源漏金屬層的石墨烯層與所述襯底材料層分離。
[0063]S14、通過(guò)覆膜工藝，將形成有所述源漏金屬層的所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層黏合在一起，且所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸。
[0064]S15、根據(jù)所述釋放膠層的性質(zhì)，促使所述釋放膠層釋放失去黏性。
[0065]需要說(shuō)明的是，第一、由于生長(zhǎng)在襯底上的石墨烯與襯底表面直接接觸，二者之間的相互作用決定了石墨烯的不同性質(zhì)。因此，所述襯底材料層因盡量選取不會(huì)顯著影響石墨烯電子特性的材料，同時(shí)，所述襯底材料層與所述石墨烯層之間的連接性還應(yīng)較弱，以便二者的分離使形成有所述源漏金屬層的所述石墨烯層轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層上。
[0066]第二、上述步驟Sll在所述襯底材料層上形成石墨烯層的具體制備過(guò)程不作限定。示例的，可以采用以下步驟形成:
[0067]步驟(I):采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)，在所述襯底材料層上生成所述石墨烯層；其中，反應(yīng)源為甲烷(CH4，純度為99.999% )和氫氣(H2);反應(yīng)溫度為900-930°C ;反應(yīng)壓強(qiáng)為10torr ;反應(yīng)時(shí)間為5_120mino
[0068]步驟(2):將通過(guò)上述步驟(I)生成的所述石墨烯層在真空中迅速降溫至常溫。在這一冷卻過(guò)程中，大量的碳(C)原子偏析到所述襯底材料層的上表面，生成的所述石墨烯層易于從所述襯底材料層的表層剝離，有利于后續(xù)圖案轉(zhuǎn)移工藝的進(jìn)行。
[0069]在上述基礎(chǔ)上優(yōu)選的，所述襯底材料層采用晶化的鍺(Ge)材料層構(gòu)成。此處選擇Ge材料，一方面是由于晶化的Ge表層有利于形成整齊單層的石墨烯，而整齊單層的石墨烯的各項(xiàng)性能均較優(yōu)；另一方面是由于石墨烯與Ge表面間的弱連接性使得在后續(xù)的圖案轉(zhuǎn)移工藝中易于實(shí)現(xiàn)二者的分離。
[0070]此處，所述晶化的鍺(Ge)材料層例如可以采用以下方式制備:
[0071]步驟(I):采用低壓化學(xué)氣相沉積法(Low Pressure Chemical VaporD印osit1n，簡(jiǎn)稱LPCVD)，在硅(Si)基板或其他耐高溫的基板上生成Ge薄膜。
[0072]其中，反應(yīng)源為鍺烷(GeH4,以10%的濃度分散于112中，體積流量為40sccm);反應(yīng)溫度為300°C ;反應(yīng)壓強(qiáng)為3X l(T6torr ;反應(yīng)時(shí)間為30min。
[0073]步驟(2):在500-900 °C下對(duì)生成的Ge薄膜進(jìn)行退火處理，以使其晶化。
[0074]需要說(shuō)明的是，在上述步驟(I)中，由于所述石墨烯層是形成于所述襯底材料層上，即所述晶化的鍺材料層上，而所述石墨烯層的形成溫度較高，因此，上述的耐高溫的基板是指可以承受形成所述石墨烯層時(shí)的反應(yīng)溫度而物理和化學(xué)性能均不會(huì)發(fā)生改變的基板。
[0075]進(jìn)一步的，上述步驟S13中，形成的所述釋放膠層包括熱釋放膠層、光敏釋放膠層、以及反應(yīng)釋放膠層等，可根據(jù)各類釋放膠層的性質(zhì)不同，在之后的步驟S15中采用對(duì)應(yīng)的方式使所述釋放膠層釋放失去黏性。
[0076]具體的，在所述釋放膠層為熱釋放膠層的情況下，步驟S15中通過(guò)加熱的方式，使所述熱釋膠層釋放失去黏性。
[0077]在所述釋放膠層為光敏釋放膠層的情況下，步驟S15中通過(guò)紫外光照射的方式，使所述光敏釋放膠層釋放失去黏性。
[0078]在所述釋放膠層為反應(yīng)釋放膠層的情況下，步驟S15中通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式，使所述反應(yīng)釋放膠層釋放失去黏性。
[0079]進(jìn)一步的，上述步驟S03中，所述灰化工藝包括等離子體灰化。
[0080]其中，所述等離子體優(yōu)選為刻蝕效率高的氧氣(O2)等離子體。考慮到形成的所述石墨烯層13的厚度較小，為了避免02等離子體對(duì)所述氧化物半導(dǎo)體有源層11產(chǎn)生刻蝕，灰化的處理時(shí)間應(yīng)控制在較短的范圍內(nèi)，優(yōu)選為2-10 s。
[0081]在上述基礎(chǔ)上，所述源漏金屬膜層優(yōu)選為采用單質(zhì)銅(Cu)、或含銅合金、或單質(zhì)金(Au)構(gòu)成。
[0082]這里，選擇Cu、Cu合金或Au，是因?yàn)樯鲜霾牧暇哂休^小的電阻率，當(dāng)上述的薄膜晶體管應(yīng)用于陣列基板時(shí)，可以減小信號(hào)延遲的程度。
[0083]然而，由于Cu原子在高溫或外加電場(chǎng)的作用下不可避免地存在一定的擴(kuò)散現(xiàn)象，即Cu原子極易向有源層中擴(kuò)散，對(duì)有源層產(chǎn)生污染，影響其性能。因此，現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)源漏金屬膜層采用含Cu材料時(shí)，通常需要在源漏金屬膜層下額外制備一層防止Cu擴(kuò)散的襯底材料，增加TFT的工藝次數(shù)。
[0084]相比之下，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的所述制備方法，由于在所述源極12a與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間、所述漏極12b與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間分別具有所述第一石墨烯保留層13a和所述第二石墨烯保留層13b，而石墨烯的結(jié)構(gòu)致密，因此，可以阻擋Cu原子向所述氧化物半導(dǎo)體有源層11的擴(kuò)散。
[0085]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用上述制備方法制備的薄膜晶體管10。參考圖5 (a)或圖6所示，所述薄膜晶體管10具體包括位于襯底基板100 —側(cè)的氧化物半導(dǎo)體有源層11、位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層11上的源極12a、漏極12b，；其中，所述源極12a與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11設(shè)置有第一石墨烯保留層13a，所述漏極12b與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11設(shè)置有第二石墨烯保留層13b。
[0086]其中，在所述氧化物半導(dǎo)體有源層11位于襯底基板100的情況下，所述薄膜晶體管10的柵絕緣層15和柵極14依次位于所述源極12a、所述漏極12b上；在所述氧化物半導(dǎo)體有源層11位于所述柵絕緣層15上的情況下，所述薄膜晶體管10的柵極14位于所述柵絕緣層15與襯底基板100之間。
[0087]需要說(shuō)明的是，所述氧化物半導(dǎo)體有源層11位于所述襯底基板100 —側(cè)，是指參考圖5(a)所示，所述氧化物半導(dǎo)體有源層11位于柵絕緣層15上；或者，參考圖6所示，所述氧化物半導(dǎo)體有源層11位于所述襯底基板100上并與所述襯底基板直接接觸。
[0088]本發(fā)明實(shí)施例提供的所述薄膜晶體管10，由于在所述源極12a與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間、所述漏極12b與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間分別具有所述第一石墨烯保留層13a和所述第二石墨烯保留層13b，而石墨烯材料具有極高的電子迀移率，可以顯著提高所述源極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11、所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間的電性能，使得所述薄膜晶體管10具有更高的開(kāi)態(tài)電流，可顯著提高像素的響應(yīng)速度，從而更好地滿足大尺寸顯示裝置的需求。
[0089]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種陣列基板01的制備方法，所述制備方法包括上述的所述薄膜晶體管10的制備方法。其中，所述陣列基板01的制備方法還包括:
[0090]形成與所述薄膜晶體管10的源極12a相連的數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)線引線16的步驟。
[0091]形成分別位于所述數(shù)據(jù)線和所述數(shù)據(jù)線引線16下的第三石墨烯保留層和第四石墨稀保留層13d的步驟。
[0092]其中，所述數(shù)據(jù)線及所述數(shù)據(jù)線引線16與所述源極12a和所述漏極12b在同一次構(gòu)圖工藝中形成；
[0093]所述第三石墨烯保留層和所述第四石墨烯保留層13d與所述第一石墨烯保留層13a和所述第二石墨烯保留層13b在同一次灰化工藝中形成。
[0094]下面提供一個(gè)具體的實(shí)施例，以詳細(xì)描述上述的陣列基板01的制備過(guò)程。
[0095]步驟(I):如圖7所示，在襯底基板100上依次形成柵極40、與所述柵極相連的柵線，與所述柵線同層設(shè)置的公共電極線17，柵絕緣層15。
[0096]步驟(2):如圖8所示，在形成有所述柵絕緣層15的基板上形成IGZO氧化物半導(dǎo)體有源層11。
[0097]步驟(3):如圖9所示，通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬層12的石墨烯層13轉(zhuǎn)移至所述IGZO氧化物半導(dǎo)體有源層11上，且所述石墨烯層13與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11直接接觸。
[0098]步驟(4):如圖10所示，通過(guò)構(gòu)圖工藝，在所述石墨烯層13上形成源極12a、漏極12b，與所述源極12a相連的數(shù)據(jù)線及數(shù)據(jù)線引線16。
[0099]步驟(5):如圖11所示，通過(guò)灰化工藝，去除所述源極12a、所述漏極12b、所述數(shù)據(jù)線及所述數(shù)據(jù)線引線16覆蓋下的其余區(qū)域的所述石墨烯層13，形成分別位于所述源極12a、所述漏極12b、所述數(shù)據(jù)線及所述數(shù)據(jù)線引線16下的第一石墨烯保留層13a、第二石墨烯保留層13b、第三石墨烯保留層、及第四石墨烯保留層13d。
[0100]這里，上述圖案轉(zhuǎn)移工藝、構(gòu)圖工藝及灰化工藝的詳細(xì)過(guò)程可參見(jiàn)上述步驟S01-S03，在此不再贅述。
[0101]步驟￠):如圖12所示，在形成有所述源極12a、所述漏極12b、所述數(shù)據(jù)線及所述數(shù)據(jù)線引線16的基板上形成鈍化層18，且在所述鈍化層18上分別形成第一過(guò)孔18a、第二過(guò)孔18b、及第三過(guò)孔18c。
[0102]其中，所述數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的所述數(shù)據(jù)線引線16可采用金屬單質(zhì)Cu構(gòu)成，在此情況下，分別位于所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線16下方的上述第三石墨烯保留層以及第四石墨烯保留層13d可以起到防止Cu原子擴(kuò)散的作用。
[0103]所述第一過(guò)孔18a露出所述漏極12b，以使所述漏極12b可與后續(xù)待形成的像素電極電連接。
[0104]所述第二過(guò)孔18b貫通所述柵絕緣層15，以露出所述公共電極線17，使相應(yīng)的公共電極線信號(hào)導(dǎo)通至所述公共電極線17。
[0105]所述第三過(guò)孔18c露出所述數(shù)據(jù)線引線16，使相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)導(dǎo)通至所述數(shù)據(jù)線引線16。
[0106]步驟(7):如圖13所示，在形成有上述鈍化層18的基板上形成像素電極19，所述像素電極19通過(guò)所述第一過(guò)孔18a與所述漏極12b電連接。
[0107]需要說(shuō)明的是，上述具體實(shí)施例步驟(1)-(7)僅是本發(fā)明實(shí)施例提供的其中一種陣列基板的制備方法，本發(fā)明實(shí)施例并不限于此，也可以是陣列基板的其他的制備方法，例如還可以包括頂柵型陣列基板的制備方法，不論是哪種制備方法，在本發(fā)明實(shí)施例中，只需在形成的所述氧化物半導(dǎo)體有源層11上形成所述源極12a和所述漏極12b等結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)位于所述源極12a和所述漏極12b等結(jié)構(gòu)下方的所述石墨烯層13將構(gòu)圖工藝中采用的刻蝕液與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11間隔開(kāi)來(lái)即可。
[0108]通過(guò)上述的制備方法，只需5次構(gòu)圖工藝即可形成所述陣列基板01，且由于在對(duì)所述源漏金屬層12進(jìn)行構(gòu)圖工藝時(shí)，所述源漏金屬層12與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間間隔有所述石墨烯層13，可有效阻止構(gòu)圖工藝中采用的刻蝕液接觸到所述氧化物半導(dǎo)體有源層11，避免了對(duì)所述氧化物半導(dǎo)體有源層11產(chǎn)生影響。因此，無(wú)需額外增加一次制備刻蝕阻擋層的構(gòu)圖工藝，從而實(shí)現(xiàn)了不增加陣列基板構(gòu)圖工藝次數(shù)的情況下，有效阻止源極和漏極的刻蝕工藝對(duì)氧化物半導(dǎo)體有源層產(chǎn)生影響。
[0109]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種采用上述制備方法制備的陣列基板01。
[0110]其中，參考圖11所示，所述陣列基板01包括:位于襯底基板100 —側(cè)的薄膜晶體管10 (圖11中未示意出)；所述薄膜晶體管10包括氧化物半導(dǎo)體有源層11、位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層11上的源極12a和漏極12b ;所述源極12a與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間設(shè)置有第一石墨烯保留層13a，所述漏極12b與所述氧化物半導(dǎo)體有源層11之間設(shè)置有第二石墨烯保留層13b ;與所述薄膜晶體管10的源極12a相連的數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)線引線16 ;分別位于所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線16下方的第三石墨烯保留層、第四石墨烯保留層13d。
[0111]其中，所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線16與所述源極12a、所述漏極12b同層設(shè)置；所述第三石墨烯保留層、所述第四石墨烯保留層13d與所述第一石墨烯保留層13a、所述第二石墨烯保留層13b同層設(shè)置。
[0112]這里，當(dāng)所述源極12a、所述漏極12b、所述數(shù)據(jù)線以及所述數(shù)據(jù)線引線16與采用Cu等電阻率較小因此容易產(chǎn)生擴(kuò)散問(wèn)題的材料構(gòu)成時(shí)，分別位于上述結(jié)構(gòu)下方的所述第一石墨烯保留層13a、第二石墨烯保留層13b、第三石墨烯保留層以及第四石墨烯保留層13d可以起到防止Cu原子擴(kuò)散的效果。
[0113]當(dāng)然，所述陣列基板01還包括與所述漏極12b相連的像素電極等結(jié)構(gòu)，可參見(jiàn)上述陣列基板01的制備過(guò)程，在此不再贅述。
[0114]在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的所述陣列基板01。
[0115]上述顯示裝置具體可以是液晶面板、液晶顯示器、液晶電視、有機(jī)電致發(fā)光顯示OLED面板、OLED顯示器、OLED電視或電子紙等顯示裝置。
[0116]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明所有附圖是所述薄膜晶體管10及陣列基板01的簡(jiǎn)略的示意圖，只為清楚描述本方案體現(xiàn)了與發(fā)明點(diǎn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)，對(duì)于其他的與發(fā)明點(diǎn)無(wú)關(guān)的結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在附圖中并未體現(xiàn)或只體現(xiàn)部分。
[0117]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管的制備方法，包括形成氧化物半導(dǎo)體有源層；其特征在于，還包括， 通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬層的石墨烯層轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層上，且所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸； 通過(guò)構(gòu)圖工藝，在所述石墨烯層上形成源極和漏極； 通過(guò)灰化工藝，去除所述源極和所述漏極之間相對(duì)區(qū)域的所述石墨烯層，形成分別位于所述源極和所述漏極下的第一石墨烯保留層和第二石墨烯保留層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述通過(guò)圖案轉(zhuǎn)移工藝，將形成有源漏金屬膜層的石墨烯膜層轉(zhuǎn)移至所述氧化物半導(dǎo)體有源層上，且所述石墨烯膜層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸，具體包括， 在襯底材料層上形成石墨烯層； 在所述石墨烯層上形成源漏金屬層； 在所述源漏金屬層上形成釋放膠層，將形成有所述源漏金屬層的石墨烯層與所述襯底材料層分離； 通過(guò)覆膜工藝，將形成有所述源漏金屬層的所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層黏合在一起，且所述石墨烯層與所述氧化物半導(dǎo)體有源層直接接觸； 根據(jù)所述釋放膠層的性質(zhì)，促使所述釋放膠層釋放失去黏性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述襯底材料層采用晶化的鍺材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述釋放膠層為熱釋放膠層，通過(guò)加熱使所述熱釋膠層釋放失去黏性。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述釋放膠層為光敏釋放膠層，通過(guò)紫外光照射使所述光敏釋放膠層釋放失去黏性。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述釋放膠層為反應(yīng)釋放膠層，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使所述反應(yīng)釋放膠層釋放失去黏性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述灰化工藝包括等離子體灰化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述源漏金屬膜層采用單質(zhì)銅、或含銅合金、或單質(zhì)金構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括， 在形成所述氧化物半導(dǎo)體有源層之前，在襯底基板上依次形成柵極，柵絕緣層； 或者，在形成所述第一石墨烯保留層和所述第二石墨烯保留層之后，在所述源極和所述漏極上依次形成柵絕緣層，柵極。
10.一種薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管包括， 位于襯底基板一側(cè)的氧化物半導(dǎo)體有源層； 位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層上的源極和漏極； 其中，所述源極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第一石墨烯保留層，所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第二石墨烯保留層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述薄膜晶體管還包括， 位于所述襯底基板與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間的柵極、柵絕緣層； 或者，位于所述源極和所述漏極上的柵絕緣層、柵極。
12.—種陣列基板的制備方法，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的薄膜晶體管的制備方法。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征在于，還包括， 形成與所述薄膜晶體管的源極相連的數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)線引線的步驟； 形成分別位于所述數(shù)據(jù)線和所述數(shù)據(jù)線引線下的第三石墨烯保留層和第四石墨烯保留層的步驟； 其中，所述數(shù)據(jù)線及所述數(shù)據(jù)線引線與所述源極和所述漏極在同一次構(gòu)圖工藝中形成； 所述第三石墨烯保留層和所述第四石墨烯保留層與所述第一石墨烯保留層和所述第二石墨烯保留層在同一次灰化工藝中形成。
14.一種陣列基板，其特征在于，所述陣列基板包括， 位于襯底基板一側(cè)的薄膜晶體管；所述薄膜晶體管包括氧化物半導(dǎo)體有源層、位于所述氧化物半導(dǎo)體有源層上的源極和漏極；所述源極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第一石墨烯保留層，所述漏極與所述氧化物半導(dǎo)體有源層之間設(shè)置有第二石墨烯保留層；與所述薄膜晶體管的源極相連的數(shù)據(jù)線以及與所述數(shù)據(jù)線相連的數(shù)據(jù)線引線； 分別位于所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線下方的第三石墨烯保留層、第四石墨烯保留層； 其中，所述數(shù)據(jù)線、所述數(shù)據(jù)線引線與所述源極、所述漏極同層設(shè)置； 所述第三石墨烯保留層、所述第四石墨烯保留層與所述第一石墨烯保留層、所述第二石墨烯保留層同層設(shè)置。
15.一種顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求14所述的陣列基板。
【文檔編號(hào)】H01L27/02GK104505405SQ201410841860
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】姚琪, 張鋒, 曹占鋒, 何曉龍, 李正亮 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司