[發明專利]TFT基板結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201510445457.8
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN104966722A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 武岳
• 申請（專利權）人: 深圳市華星光電技術有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L21/77
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

1.一種TFT基板結構，其特征在于，包括：基板(1)、設于所述基板(1)上的柵極(2)、設于所述基板(1)上覆蓋柵極(2)的柵極絕緣層(3)、設于所述柵極絕緣層(3)上的半導體層(4)、設于所述半導體層(4)上的石墨烯層(5)、及設于所述石墨烯層(5)上的源、漏極(61、62)；

其中，所述半導體層(4)包括溝道區(41)、及分別設于所述溝道區(41)兩側的源極接觸區(42)與漏極接觸區(43)；

所述石墨烯層(5)包括對應于所述溝道區(41)上方的第一改性區域(51)、對應于所述源、漏極(61、62)外側的第二改性區域(52)、及分別對應于所述源、漏極(61、62)下方的第一、第二非改性區域(53、54)，所述第一、第二改性區域(51、52)的石墨烯層(5)為摻雜了氟離子的石墨烯層，具有絕緣特性，所述第一、第二非改性區域(53、54)的石墨烯層(5)未進行任何摻雜，具有導電特性；

所述源、漏極(61、62)分別經由所述第一、第二非改性區域(53、54)的石墨烯層(5)與所述半導體層(4)的源極接觸區(42)、漏極接觸區(43)電性連接，所述第一改性區域(51)的石墨烯層(5)覆蓋所述半導體層(4)的溝道區(41)，對其形成保護。

2.如權利要求1所述的TFT基板結構，其特征在于，所述基板(1)是玻璃基板或塑料基板；所述柵極(2)的材料是鉬、鈦、鋁、銅中的一種或多種的組合；所述柵極絕緣層(3)的材料是氧化硅、氮化硅、或二者的組合。

3.如權利要求1所述的TFT基板結構，其特征在于，所述半導體層(4)為以下3種結構中的任意一種：

(Ⅰ)所述半導體層(4)為一金屬氧化物半導體層；

(Ⅱ)所述半導體層(4)為一非晶硅層；

(Ⅲ)所述半導體層(4)包括一非晶硅層、及位于所述非晶硅層上且分別位于其兩側的第一、第二N型重摻雜非晶硅層。

4.如權利要求1所述的TFT基板結構，其特征在于，所述石墨烯保護層(5)為單層石墨烯薄膜或多層石墨烯薄膜。

5.一種TFT基板結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、提供一基板(1)，在所述基板(1)上沉積第一金屬層，并對所述第一金屬層進行圖案化處理，得到柵極(2)；

步驟2、在所述柵極(2)及基板(1)上沉積柵極絕緣層(3)；

步驟3、在所述柵極絕緣層(3)上沉積并圖案化半導體層(4)；

步驟4、在所述半導體層(4)上形成石墨烯層(5)；

步驟5、在所述石墨烯層(5)上沉積第二金屬層(6)，并對所述第二金屬層(6)進行圖案化處理，得到源、漏極(61、62)；

步驟6、定義所述半導體層(4)上對應所述源、漏極(61、62)之間的區域為溝道區(41)，位于所述溝道區(41)兩側且分別對應于所述源、漏極(61、62)下方的區域為源極接觸區(42)與漏極接觸區(43)；

以第二金屬層(6)作為掩模，采用SF₆等離子體通過離子注入工藝將氟離子注入到所述石墨烯層(5)中沒有被所述第二金屬層(6)遮擋的區域，進行改性，在所述石墨烯層(5)上形成對應于所述溝道區(41)上方的第一改性區域(51)、對應于所述源、漏極(61、62)外側的第二改性區域(52)、及分別對應于所述源、漏極(61、62)下方的第一、第二非改性區域(53、54)，所述第一、第二改性區域(51、52)的石墨烯層(5)為摻雜了氟離子的石墨烯層，具有絕緣特性，所述第一、第二非改性區域(53、54)的石墨烯層(5)未進行任何摻雜，具有導電特性；

所述源、漏極(61、62)分別經由所述第一、第二非改性區域(53、54)的石墨烯層(5)與所述半導體層(4)的源極接觸區(42)、漏極接觸區(43)電性連接，所述第一改性區域(51)的石墨烯層(5)覆蓋所述半導體層(4)的溝道區(41)，對其形成保護。

6.如權利要求5所述的TFT基板結構的制作方法，其特征在于，所述步驟3的具體操作過程為：采用物理氣相沉積法在所述柵極絕緣層(3)上沉積一金屬氧化物半導體層，并采用光刻制程對其進行圖案化處理，得到半導體層(4)，從而制得的半導體層(4)為一金屬氧化物半導體層。