图案化石墨烯薄膜及阵列基板的制作方法、阵列基板的制作方法_2

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形成的欧姆接触层6,如图2所示。
[0060]步骤103:在形成有半导体有源层的基板上形成由石墨烯组成的源极、漏极和数据线;
[0061]这里,在基板上形成一层石墨烯,并在所述石墨烯上涂布感光材料;通过构图工艺去除需要形成所述源极、漏极和数据线的图形区域的感光材料,需要说明的是,形成源极和漏极图形还需要增加一次构图工艺将位于源极和漏极之间的石墨烯及部分有源层刻蚀掉,也可以在形成图案化的石墨烯源极和漏极图形后再进行部分有源层的刻蚀;之后将已去除感光材料后裸露的所述源极、漏极和数据线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨烯层;对整个基板进行超声波清洗之后,除去基板上未被氧化的石墨烯和该未被氧化的石墨烯上的感光材料,将所述氧化石墨烯层还原为石墨烯层,形成源极、漏极和数据线;该步骤具体包括:
[0062]在基板上形成石墨稀7,厚度约为10nm,如图3所不,所述石墨稀7可米用石墨电极真空蒸镀的方法形成,所述真空度为1-5Torr,两个高纯度石墨棒相对放置,一个为尖状电极,一个为斜面电极,所述尖状电极的尖端正对于所述斜面电极的中心位置处,两电极平行基板放置,位于基板上方,约基板上方1cm位置处,通电电流约为10安。
[0063]然后,在所述石墨烯7上涂布光刻胶8,曝光、显影、刻蚀、剥离的构图工艺处理,令所需形成的源极、漏极和数据线的图形区域的感光材料去除,即:令所述源极、漏极和数据线对应区域的石墨烯7裸露,如图4所示。
[0064]然后,采用强氧化剂对基板进行喷淋,在喷淋过程中,将所述裸露的石墨烯7氧化成氧化石墨烯层9,如图5所示。
[0065]然后,将基板用高强度超声波进行清洗,由于氧化石墨烯层9与石墨烯7在半导体有源层表面的附着力不同,石墨烯7的附着力较差,因此超声波会洗掉未被氧化的石墨烯7及其上附着的光刻胶。对于氧化石墨烯层9,由于水分子会插入氧化石墨烯的层与层之间,水分子在超声波的作用下震动,逐渐将氧化石墨烯在层与层之间剥离,达到所需的氧化石墨烯层9的厚度,即所需的源极、漏极和数据线金属层的厚度,通常为30nm左右,如图6所
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[0066]然后再用肼水等还原性溶液将氧化石墨烯层9还原成石墨烯层,上文所述源极、漏极和数据线金属层的厚度的范围由还原时间及还原性溶液的浓度来确定,不同的产品要求的膜层厚度不同,最终形成的源极10、漏极11和数据线12的结构如图7所示。
[0067]优选的,该方法还包括:步骤104:在形成有源极、漏极和数据线的基板上依次形成钝化层薄膜和像素电极层薄膜,并通过构图工艺形成钝化层和像素电极;
[0068]具体为:在形成有源极、漏极和数据线的基板上旋涂丙烯酸树脂材料,或者沉积S12或SiNx形成覆盖整个基板的钝化层,并采用干法刻蚀法在钝化层上形成过孔。之后,在形成有过孔的钝化层的基板上可磁控溅射沉积ΙΤ0,并采用湿法刻蚀形成像素电极,所述像素电极通过钝化层上的过孔与漏极相连,此步骤为现有技术,不再详述。
[0069]下面对本发明另一实施例阵列基板的制备方法进行描述,该方法包括如下步骤:
[0070]步骤一、在基板上形成栅金属层薄膜,通过供图工艺形成栅线和栅极;
[0071]步骤二、在形成有栅线和栅极的基板上形成栅绝缘层薄膜、半导体有源层薄膜,通过构图工艺形成栅绝缘层和半导体有源层;
[0072]步骤三、在形成有半导体有源层的基板上形成由石墨烯组成的源极、漏极和数据线.
[0073]优选的,还包括步骤四:在形成有源极、漏极和数据线的基板上依次形成钝化层薄膜和像素电极层薄膜,并通过构图工艺形成钝化层和像素电极。
[0074]需要说明的是,除步骤三之外,本实施例与实施例一的实现方法相同,此处不再详述,仅对步骤三进行细化描述。
[0075]步骤三、在形成有半导体有源层的基板上形成由石墨烯组成的源极、漏极和数据线;具体的,
[0076]在形成有半导体有源层的基板上涂布一层光刻胶,之后通过构图工艺形成所需的源极、漏极和数据线的图形;然后,在基板上喷淋氧化石墨烯溶液,烘干后将氧化石墨烯层还原成石墨烯层;最后,清洗掉基板上的光刻胶。
[0077]该步骤具体包括:在半导体有源层制备完成后,在基板上涂布一层光刻胶(覆盖整个基板),之后通过曝光、显影、刻蚀、剥离的构图工艺处理,将需要形成源极、漏极和数据线的图形区域的光刻胶去除;
[0078]然后,在覆盖有光刻胶8的基板上喷淋氧化石墨烯溶液,所述氧化石墨烯溶液将填充在光刻胶8被刻蚀掉的对应源极、漏极和数据线的区域,之后烘干基板,形成氧化石墨烯层9,如图8所示;
[0079]然后,采用肼水等还原性溶液将氧化石墨烯层还原成石墨烯层,如图9所示;
[0080]最后,将基板上的光刻胶8清洗掉,如图7所示,完成由图案化石墨烯得到的源极10、漏极11和数据线12的制备。
[0081]综上,本发明源极、漏极和数据线由石墨烯组成,替代传统的金属材料,由于石墨烯的电子迁移率远高于金属,因此,如采用本发明的方法可在保证负载的条件下,获得更小的数据线的线宽,提高开口率和分辨率。
[0082]本发明实施例还提供了一种阵列基板,包括:信号线,所述信号线由上文所述的方法形成。
[0083]优选的,所述信号线包括:栅线或数据线。
[0084]下面结合附图对本发明实施例的阵列基板的结构进行简单描述,如图7所示,以TN型阵列基板为例,包括:基板1、形成于基板I上的栅线3和栅极2、覆盖于栅线3和栅极2以及基板I上的栅绝缘层4,在栅绝缘层4上对应TFT区域形成有由a-Si半导体层5和欧姆接触层6组成的半导体有源层,在形成有栅极2、栅线3、栅绝缘层4、半导体有源层的基板形成有源极10、漏极11和数据线12 (所述数据线12与源极10相连),以及与漏极11相连的像素电极(图中未示出)。
[0085]其中,所述栅极2、栅线3、源极10、漏极11和数据线12由石墨烯组成,采用上文所述的整列基板的制作方法形成。
[0086]优选的,所述阵列基板还包括覆盖于半导体有源层、栅绝缘层4、源极10、漏极11和数据线12之上的钝化层(图中未示出),所述钝化层上形成有过孔,所述像素电极通过所述过孔与漏极11相连。
[0087]以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种图案化石墨烯薄膜的制作方法,其特征在于,该方法包括: 首先,在基板上形成一层石墨烯,并在所述石墨烯上涂布感光材料; 之后,采用构图工艺使需要形成石墨烯薄膜图形区域的感光材料被去除; 然后,将已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层; 然后,对整个基板进行超声波清洗,除去基板上未被氧化的石墨烯和该未被氧化的石墨烯上的感光材料; 最后,将氧化石墨烯层还原成石墨烯层,得到所述石墨烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述石墨烯的形成方法包括: 采用两个石墨电极真空蒸镀的方法在基板上形成厚度为10nm的石墨烯,所述真空度为1-5Torr,两个石墨电极相对放置,一个为尖状电极,一个为斜面电极,所述尖状电极的尖端正对于所述斜面电极的中心区域,两电极平行基板放置、且位于基板上方,石墨电极中通过的电流为10安。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将石墨烯氧化成氧化石墨烯层的方法,包括: 采用强氧化剂对整个基板进行喷淋,将裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将氧化石墨烯层还原成石墨烯层的方法,包括:采用还原性溶液将氧化石墨烯层还原成石墨烯层。
5.一种阵列基板的制作方法,包括:在基板上形成的信号线;其特征在于,所述信号线采用权利要求1至4中任一项所述的方法形成。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述信号线的形成方法,具体包括: 在基板上形成一层石墨烯,并在所述石墨烯上涂布感光材料; 通过构图工艺去除需要形成所述信号线的图形区域的感光材料; 将已去除感光材料后裸露的所述信号线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨烯层;对整个基板进行超声波清洗之后,将所述氧化石墨烯层还原为石墨烯层,形成所述信号线。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述将信号线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨烯层,包括: 采用强氧化剂对基板进行喷淋,将所述裸露的信号线的图形区域的石墨烯氧化成氧化石墨稀层。
8.根据权利要求5、6或7所述的方法,其特征在于,所述信号线为栅线或数据线。
9.一种阵列基板,包括:信号线;其特征在于,所述信号线由权利要求5-8中任一项所述的方法形成。
10.根据权利要求9所述的阵列基板,其特征在于,所述信号线为栅线或数据线。
【专利摘要】本发明公开了一种图案化石墨烯薄膜的制作方法,包括:在基板上形成一层石墨烯,并在所述石墨烯上涂布感光材料;采用构图工艺使需要形成石墨烯薄膜图形区域的感光材料被去除;将已去除感光材料后裸露的石墨烯氧化成氧化石墨烯层;对整个基板进行超声波清洗,除去基板上未被氧化的石墨烯和该石墨烯上的感光材料;将氧化石墨烯层还原成石墨烯层,得到所述石墨烯薄膜。本发明还同时公开了一种阵列基板及其制作方法,运用该方法、阵列基板可减小数据线的线宽,提高开口率和分辨率。
【IPC分类】H01L21-768, H01L23-532
【公开号】CN104576515
【申请号】CN201310575147
【发明人】李鸿鹏, 宋省勋, 肖昂, 李建
【申请人】北京京东方光电科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年11月15日
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