TFT基板的制作方法與流程

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種tft基板的制作方法。

背景技術：

在有源矩陣顯示技術中，每一個像素點都由集成在其后的薄膜晶體管(thinfilmtransistor，tft)進行驅動，從而可以實現高速度、高亮度、高對比度的屏幕顯示效果。常見的tft通常由柵極/源極/漏極(gate/source/drain)三電極、絕緣層以及半導體層構成。

石墨烯，作為目前已知世界上最薄、最堅硬的納米材料，因其具有良好的導電調控性，機械特性，導熱特性，從而成為當前研究熱點之一。石墨烯作為一種極薄導電率極高的新型材料，具有很大潛能被應用到電子元件/晶體管中。根據報道，石墨烯薄膜具有極低的方塊電阻(<100ω/□)，然而經過摻雜之后，又可以形成寬帶系的二維絕緣材料，因而石墨烯經過一定處理后，可形成n型或p型半導體的特性，可被應用到顯示行業的tft器件中。然而目前對于大面積制備石墨烯，較常用且得到的石墨烯性能較好的技術主要為化學氣相沉積法(chemicalvapordeposition，cvd)，利用該方法制作tft器件的過程主要為，首先在金屬基底如銅/鎳上通過cvd法沉積石墨烯，再蝕刻掉金屬基底得到石墨烯薄膜，再將該石墨烯薄膜通過卷對卷(rolltoroll)或其他方式轉移至已沉積所需薄膜的基底上，從而組裝成tft器件，該方法具有周期長，工藝復雜，且金屬基底耗費大成本高的等缺點。

故，對于含石墨烯的tft基板，開發一種工藝簡單且成本低的制備方法具有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種tft基板的制作方法，能夠降低生產成本、簡化工藝、減少光罩制程。

為實現上述目的，本發明一種tft基板的制作方法，包括以下步驟：

步驟s1、提供金屬箔片，在所述金屬箔片上沉積石墨烯薄膜，通過改變石墨烯帶隙的方法得到石墨烯半導體有源層；

步驟s2、在所述石墨烯半導體有源層上沉積形成無機物絕緣層；

步驟s3、在所述無機物絕緣層上形成有機基底，得到初級結構；

步驟s4、將所述步驟s3得到的初級結構上下翻轉，使有機基底位于最下層，使金屬箔片位于最上層，在所述金屬箔片上利用一道光罩經圖案化工藝形成光阻層；

步驟s5、以所述光阻層為遮蔽層，對所述金屬箔片進行蝕刻，得到間隔的源極和漏極；

步驟s6、在所述光阻層及石墨烯半導體有源層上形成有機絕緣層，在所述有機絕緣層上沉積形成柵極導電層；

步驟s7、通過光阻剝離液去除光阻層，同時通過光阻層帶離光阻層上的有機絕緣層和柵極導電層，由剩余的有機絕緣層得到位于石墨烯半導體有源層上且位于源極與漏極之間的柵極絕緣層，由剩余的柵極導電層得到位于所述柵極絕緣層上的柵極。

所述金屬箔片的材料為銅、或鎳。

所述步驟s1中，所述改變石墨烯帶隙的方法為化學摻雜法，具體為，在沉積石墨烯薄膜的同時對其進行化學摻雜，所沉積的石墨烯薄膜為摻雜的石墨烯薄膜，從而得到石墨烯半導體有源層；或者，

所述改變石墨烯帶隙的方法為光刻法，具體為，在沉積石墨烯薄膜后，將石墨烯薄膜切割成細帶狀，成為石墨烯納米帶，從而得到石墨烯半導體有源層。

所述步驟s1中，通過等離子增強化學氣相沉積法沉積所述石墨烯薄膜，所沉積的石墨烯薄膜為單層石墨烯薄膜；所述石墨烯半導體有源層的帶隙值大于0.1ev。

所述步驟s2中，通過化學氣相沉積法沉積形成無機物絕緣層，所述無機物絕緣層的材料為氮化硅、氧化硅、三氧化二釔、或二氧化鉿。

所述步驟s3中，所述有機基底通過溶液涂布及固化形成，所述有機基底的材料為聚二甲基硅氧烷。

所述步驟s5中，通過濕蝕刻工藝對對所述金屬箔片進行蝕刻。

所述步驟s6中，通過涂布工藝形成有機絕緣層，所述有機絕緣層的材料為聚甲基丙烯酸甲酯。

所述步驟s6中，通過物理氣相沉積法沉積形成柵極導電層，所述柵極導電層的材料為鋁、銅、或氧化銦錫。

所述的tft基板的制作方法，還包括步驟s8、提供加強基底，使有機基底融化后再貼附到加強基底上；

所述加強基底為玻璃、聚對苯二甲酸乙二酯塑料、或硅片。

本發明的有益效果：本發明提供的一種tft基板的制作方法，首先在金屬箔片上沉積石墨烯薄膜，通過改變石墨烯帶隙的方法得到石墨烯半導體有源層，然后在石墨烯半導體有源層上依次形成無機物絕緣層和有機基底，通過上下翻轉，使所述金屬箔片位于最上層，再在所述金屬箔片上經圖案化工藝形成光阻層，以所述光阻層為遮蔽層，對所述金屬箔片進行蝕刻，得到源極和漏極，再然后在所述光阻層及石墨烯半導體有源層上依次形成有機絕緣層和柵極導電層，最后通過光阻剝離液去除光阻層，并通過光阻層帶離其上的有機絕緣層和柵極導電層，從而得到圖形化的柵極絕緣層和柵極；該制作方法通過上下翻轉的方式，將用于沉積石墨烯薄膜的金屬箔片再次利用為制作源漏極的電極材料，從而達到降低成本和簡化工藝的作用，并通過剝離(lift-off)工藝，只需一道光罩便可得到圖形化的源極、漏極和柵極。

為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

附圖說明

下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其它有益效果顯而易見。

附圖中，

圖1為本發明tft基板的制作方法的流程示意圖；

圖2為本發明tft基板的制作方法步驟s1的示意圖；

圖3為本發明tft基板的制作方法步驟s2的示意圖；

圖4為本發明tft基板的制作方法步驟s3的示意圖；

圖5為本發明tft基板的制作方法步驟s4的示意圖；

圖6為本發明tft基板的制作方法步驟s5的示意圖；

圖7為本發明tft基板的制作方法步驟s6的示意圖；

圖8為本發明tft基板的制作方法步驟s7的示意圖；

圖9為本發明tft基板的制作方法步驟s8的示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。

請參閱圖1，本發明提供一種tft基板的制作方法，包括以下步驟：

步驟s1、如圖2所示，提供金屬箔片100’，在所述金屬箔片100’上沉積石墨烯薄膜，通過改變石墨烯帶隙的方法得到石墨烯半導體有源層200。

具體地，本發明中，所述金屬箔片100’的材料既可作為基底材料用于沉積制備石墨烯薄膜，同時也需具備導電性質后續可用作電極材料，例如銅(cu)、或鎳(ni)等金屬材料。

具體地，所述步驟s1中，所述改變石墨烯帶隙的方法為化學摻雜法，具體為，在沉積石墨烯薄膜的同時對其進行化學摻雜，所沉積的石墨烯薄膜為摻雜的石墨烯薄膜，從而得到石墨烯半導體有源層200；或者，

所述改變石墨烯帶隙的方法為光刻法，具體為，在沉積石墨烯薄膜后，將石墨烯薄膜切割成細帶狀，成為石墨烯納米帶(gnr)，從而得到石墨烯半導體有源層200。

具體地，所述步驟s1中，所形成的石墨烯半導體有源層200的帶隙值大于0.1ev。

具體地，所述步驟s1中，通過等離子增強化學氣相沉積法(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)沉積所述石墨烯薄膜，所沉積的石墨烯薄膜優選為單層石墨烯薄膜，其厚度優選為小于5nm。

步驟s2、如圖3所示，在所述石墨烯半導體有源層200上沉積形成無機物絕緣層300，從而對石墨烯半導體有源層200起到一定的絕緣保護作用，阻止后續形成的有機基底對石墨烯半導體有源層200產生影響。

具體地，所述步驟s2中，通過化學氣相沉積法(chemicalvapordeposition，cvd)沉積形成無機物絕緣層300，所述無機物絕緣層300的材料可以為氮化硅(sinx)、氧化硅(sio2)、三氧化二釔、二氧化鉿(hfo2)等無機材料。

步驟s3、如圖4所示，在所述無機物絕緣層300上形成有機基底400，得到初級結構。

具體地，所述步驟s3中，所述有機基底400通過溶液涂布及固化形成，所述有機基底400的材料可為聚二甲基硅氧烷(pdms)。

步驟s4、如圖5所示，將所述步驟s3得到的初級結構上下翻轉，使有機基底400位于最下層，使金屬箔片100’位于最上層，在所述金屬箔片100’上利用一道光罩經圖案化工藝形成光阻(pr)層500。

具體地，所述步驟s4中，所述圖案化工藝具體包括依次進行的涂布步驟、曝光步驟、及顯影步驟。

步驟s5、如圖6所示，以所述光阻層500為遮蔽層，對所述金屬箔片100’進行蝕刻，得到間隔的源極110和漏極120。

具體地，所述步驟s5中，通過濕蝕刻工藝對對所述金屬箔片100’進行蝕刻。

步驟s6、如圖7所示，在所述光阻層500及石墨烯半導體有源層200上形成有機絕緣層600’，在所述有機絕緣層600’上沉積形成柵極導電層700’。

具體地，所述步驟s6中，通過涂布工藝形成有機絕緣層600’，所述有機絕緣層600’可低溫在所述光阻層500上形成，且所述有機絕緣層600’的介電系數需達到3倍真空介電常數，例如其材料可為聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。

具體地，所述步驟s6中，通過物理氣相沉積法(physicalvapordeposition，pvd)沉積形成柵極導電層700’，所述柵極導電層700’的材料為具備導電作用的金屬或氧化物，例如鋁(al)、銅、氧化銦錫(ito)等。

步驟s7、如圖8所示，通過光阻剝離液去除光阻層500，同時通過光阻層500帶離光阻層500上的有機絕緣層600’和柵極導電層700’，由剩余的有機絕緣層600’得到位于石墨烯半導體有源層200上且位于源極110及漏極120之間的柵極絕緣層600，由剩余的柵極導電層700’得到位于所述柵極絕緣層600上的柵極700。

本發明所得到tft基板，所述有機基底400可以作為最外側的基底，對tft器件起到支撐作用，因此其材料需能夠耐酸耐堿耐水，例如可選用pdms或其他可用溶液涂布法制備的基底材料。另外，本發明的tft基板的制作方法，還可包括步驟s8、如圖9所示，提供加強基底800，使有機基底400融化后再貼附到加強基底800上。

具體地，所述加強基底800可以為玻璃、聚對苯二甲酸乙二酯(pet)塑料、硅片等。

上述tft基板的制作方法，通過上下翻轉的方式，將用于沉積石墨烯薄膜的金屬箔片100’再次利用為制作源漏極110、120的電極材料，從而達到降低成本和簡化工藝的作用，并通過剝離工藝，只需一道光罩便可得到圖形化的源極110、漏極120和柵極700。

綜上所述，本發明提供的一種tft基板的制作方法，首先在金屬箔片上沉積石墨烯薄膜，通過改變石墨烯帶隙的方法得到石墨烯半導體有源層，然后在石墨烯半導體有源層上依次形成無機物絕緣層和有機基底，通過上下翻轉，使所述金屬箔片位于最上層，再在所述金屬箔片上經圖案化工藝形成光阻層，以所述光阻層為遮蔽層，對所述金屬箔片進行蝕刻，得到源極和漏極，再然后在所述光阻層及石墨烯半導體有源層上依次形成有機絕緣層和柵極導電層，最后通過光阻剝離液去除光阻層，并通過光阻層帶離其上的有機絕緣層和柵極導電層，從而得到圖形化的柵極絕緣層和柵極；該制作方法通過上下翻轉的方式，將用于沉積石墨烯薄膜的金屬箔片再次利用為制作源漏極的電極材料，從而達到降低成本和簡化工藝的作用，并通過剝離工藝，只需一道光罩便可得到圖形化的源極、漏極和柵極。

以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。