[發明專利]在玻璃基材上形成薄膜晶體管的方法以及由此形成的液晶顯示器

在審

• 申請號: 201980023272.4
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN111937150A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: M-H·黃;R·B·李;R·瓦迪;朱斌
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;G02F1/1368;G02F1/1333;H01L29/786;H01L21/02;H01L21/3213;H01L21/768
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張璐;樂洪詠

薄膜晶體管(TFT)液晶顯示器(LCD)包括在上方的液晶顯示層與下方的玻璃基材之間劃界的多個圖像像素。每個圖像像素包括設置在玻璃基材上方的專用頂柵TFT。每個頂柵薄膜晶體管包括設置在玻璃基材上方的工藝敏感性半導體層，以及設置在工藝敏感性半導體層上方的源電極和漏電極。工藝敏感性半導體層在源電極與漏電極之間形成工藝敏感性半導體有源層，并且在工藝敏感性半導體有源層的上方設置有源層保護膜。在源電極與漏電極之間的有源層保護膜上方設置有柵極電介質層，并且在柵極電介質層的上方設置有柵電極。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年3月27日提交的系列號為62/648,581的美國臨時申請的優先權權益，本文以該申請的內容為基礎并通過引用將其全文納入本文，如同在下文完整闡述。

背景

技術領域

本說明書一般涉及形成薄膜晶體管的方法，更具體地，涉及形成具有在玻璃基材上的薄膜晶體管的液晶顯示器的方法。

背景技術

液晶顯示器(LCD)一般是利用液晶的光調制性質來提供所需圖像的平面顯示器。典型的LCD應用包括電腦監測器、電視、儀器面板、室內和戶外標示牌等。LCD包括多個彩色像素，并且每個彩色像素通常包括在一對電極與一對偏振濾波器之間的液晶層。所述一對偏振濾波器彼此垂直對齊并且傳輸通過其中一個偏振濾波器的光模式被液晶旋轉，使得該光可通過另一個偏振濾波器。具體地，使用晶體管在所述一對電極上施加電壓，并且所施加的電壓使液晶旋轉或不旋轉，以使得通過其中一個偏振濾波器的光或者通過或者不通過另一個偏振濾波器。以這種方式，LCD的每個彩色像素可“打開”或“關閉”并具有期望的顏色，從而提供期望的圖像以供觀看。

發明內容

可以預見未來的無處不在的智能電子系統將具有任意形狀因數，強大的彈性，高速電荷傳輸和低功耗，并且這些智能電子系統將需要集成在環保的撓性基材上。未來的智能電子系統的一項挑戰是選擇適于在撓性基材上的高性能場效應晶體管(FET)的半導體材料。有機材料和非晶硅已經得到了廣泛開發，但是它們的載流子遷移率(通常≤1cm²/V·s)對于在納秒周期下操作的高速晶體管來說過低。石墨烯由于其高的載流子遷移率(10,000cm²/V·s)和射頻性質，因此吸引了人們對高性能撓性電子器件的極大興趣。然而，石墨烯不具有帶隙。因此，將石墨烯用于低功率開關晶體管或數字晶體管似乎不現實，研究了具有顯著帶隙的其他原子層片材料。一類這種材料是半導體過渡金屬二硫屬化物(TMD)。例如，二硫化鉬(MoS₂)具有大的半導體帶隙(單層為～1.8eV，本體膜為～1.3eV)，這對于硬基材和軟基材上的低功率電子器件是理想的。而且，MoS₂具有高的載流子遷移率(室溫時高至200cm²/V·s)，高強度和大的表面體積比，這些全部使得MoS₂成為用于高速撓性晶體管和傳感器的引人注目的半導體納米材料。然而，MoS₂單層對半導體裝置圖案化技術(例如氧等離子體)敏感(即，易受損)。因此，現有的MoS₂ TFT已經采用電子束光刻法來制造，其使用已經被轉移到SiO₂/Si基材上的MoS₂薄片，從而將MoS₂ TFT的制造限制為一次制造一個裝置。相較之下，本文公開了使用半導體裝置制造技術在玻璃基材上形成多個TFT的方法以及具有多個TFT的液晶顯示器。