本发明专利技术提供一种薄膜晶体管阵列基板及其制备方法，属于半导体器件制造技术领域，其可解决现有技术制备的薄膜晶体管阵列基板的方法中由于制造工艺的条件的影响导致石墨烯的电学性能降低的问题。本发明专利技术的薄膜晶体管阵列基板的制备方法，包括在衬底上形成薄膜晶体管的步骤，所述薄膜晶体管包括有源层和保护层；所述有源层为石墨烯层；所述保护层形成于所述有源层的远离衬底一端的表面。本发明专利技术提供的薄膜晶体管阵列基板由于保护层的存在使对石墨烯层的光刻处理不是直接对石墨烯层处理，极大的避免了掩模光刻处理的影响；同时该保护层能降低后续工艺处理对石墨烯的影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件制造领域，具体涉及一种薄膜晶体管阵列基板及其制备方法、有源矩阵驱动显示装置。
技术介绍
半导体产业是当今信息化社会的支柱产业，而其中起放大以及开关作用的晶体管具有极为重要的地位。上个世纪，以硅基晶体管为代表的金属-氧化物-半导体晶体管(MOS)极大地推动了场效应晶体管的产业化进展。英国曼彻斯特大学Geim教授2004年发现的石墨烯(Graphene)是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构的碳质新材料。石墨烯的室温本征电子迁移率可达200000cm2/Vs，是Si (1400cm2/Vs左右)的140倍、GaAs(8500cm2/Vs左右)的20倍、GaN (2000cm2/Vs左右)的100倍。石墨烯这些优异电学性能， 使其在超高频乃至太赫兹电子器件、超级计算机等领域具有巨大的应用价值。由于石墨烯具有高迁移率，高透过率的特征，成为新一代有源矩阵显示的有源层材料。但是石墨烯结构比较脆弱，易受后续工艺的影响，例如磁控溅射等高能量的工艺，或者使用光刻胶的光刻工艺(光刻胶接触石墨烯可能对其造成影响)等，从而导致其电学性能降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术制备薄膜晶体管阵列基板的方法中由于制造工艺的条件的影响导致石墨烯的电学性能降低的问题，提供一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法，包括在衬底上形成薄膜晶体管的步骤，所述薄膜晶体管包括有源层和保护层；所述有源层为石墨烯层；所述保护层形成于所述有源层的远离衬底一端的表面。按照本专利技术提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法，由于保护层的存在使对石墨烯层的光刻处理不是直接对石墨烯层进行处理，光刻胶不与石墨烯接触，极大的避免了掩模光刻处理的影响；同时该保护层能降低后续工艺处理对石墨烯的影响。优选的，所述的保护层的材料包含Si02、Si3Nx, A1203> HfO2, ZrO2中的任意一种。优选的，所述保护层的厚度为20 lOOnm。优选的，所述的石墨烯层经掺杂处理。优选的，所述的保护层通过等离子体增强化学沉积法或电子束蒸发法形成。如果采用等离子体增强化学沉积法在石墨烯层上形成SiO2保护层，则进一步优选将该化学沉积法的工艺条件设为衬底温度为150 300°C，反应室的压力为2 10Pa，气源/的摩尔比范围为大于O小于等于I. 5，气源混合后的流速为15 50标况毫升每分，射频功率为50 300W。如果采用电子束蒸发法在石墨烯层上形成Si3Nx保护层，则进一步优选将该电子束蒸发法的工艺条件设为膜料和衬底的距离为15 20cm，衬底温度为150 250°C，真空度为4 X Kr5 7X 10_5torr,电子枪轰击电流为3. 8 4. 0A，加速极电压为4500 5500V。在本专利技术提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中，石墨烯表面的保护层通过等离子体增强化学气相沉积法或电子束蒸发法形成，该两种方法是已知的形成上述保护层的方法中工艺条件最为温和的方法，使形成保护层的过程对石墨烯的性能影响降到最低。优选的，所述在衬底上形成薄膜晶体管的步骤包括形成栅极、形成源漏电极、形成有源层、形成保护层。优选的，在形成保护层之后，还包括对所述的石墨烯层和保护层进行光刻-干法刻蚀，形成石墨烯沟道保护复合层。在本专利技术提供的薄膜晶体管阵列基板中，石墨烯层的掩模光刻处理采用了干法刻 蚀，相对于湿法刻蚀该工艺处理对石墨烯的性能影响大幅降低。本专利技术所要解决的技术问题还包括，针对现有的薄膜晶体管阵列基板由于制造工艺的条件的影响导致石墨烯的电学性能降低，从而导致薄膜晶体管阵列基板性能降低的问题，提供一种电学性能优良的薄膜晶体管阵列基板。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种薄膜晶体管阵列基板，包括形成于衬底上的栅极、源漏电极和有源层，所述有源层为石墨烯层；所述保护层位于所述有源层的远离衬底一端的表面。优选的，所述的保护层的材料包含Si02、Si3Nx, A1203> HfO2, ZrO2中的任意一种。优选的，所述保护层的厚度为20 lOOnm。优选的，所述的石墨烯层经掺杂处理。优选的，所述的保护层通过等离子体增强化学沉积法或电子束蒸发法形成。本专利技术所要解决的技术问题还包括，针对现有的有源矩阵驱动显示装置由于制造工艺的条件的影响导致石墨烯的电学性能降低，从而导致有源矩阵驱动显示装置性能降低的问题，提供一种电学性能优良的有源矩阵驱动显示装置。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是一种有源矩阵驱动显示装置，包括上述的薄膜晶体管阵列基板。本专利技术提供的有源矩阵驱动显示装置由于包括上述的薄膜晶体管阵列基板，所以其具有优良的电学性能。优选的，所述的有源矩阵驱动显示装置为有源矩阵驱动有机电致发光显示装置或有源矩阵驱动液晶显示装置。本专利技术的制备薄膜晶体管阵列基板的方法也可应用于碳管薄膜等可自支撑且易遭磁控溅射等工艺破坏的样品上；该方法在无需对现有的产线进行特殊升级的前提下，能生产新一代显示面板。本专利技术制备的薄膜晶体管阵列基板可应用于有源矩阵液晶显示器、有源矩阵有机发光显示器等相关领域，该薄膜晶体管阵列基板用于驱动上述显示器。总之，本专利技术的薄膜晶体管阵列基板的制备方法可以使石墨烯免于直接接触磁控溅射和光刻胶，从而有效的避免了石墨烯电学性能的降低，并通过上述方法制备得到了电学性能优良的薄膜晶体管阵列基板。附图说明图I :为本专利技术实施方式I中形成栅极后器件结构图。图2 :为本专利技术实施方式I中形成绝缘层后器件结构图。图3 :为本专利技术实施方式I中形成源/漏极金属层后器件结构图。 图4 :为本专利技术实施方式I中形成石墨烯层和保护层后器件结构图。图5 :为本专利技术实施方式I中形成石墨烯沟道保护复合层后器件结构图。图6 :为本专利技术实施方式I中形成平坦化层的过孔后器件结构图。图7 :为本专利技术实施方式I中形成阳极层后器件结构图。图8 :为本专利技术实施方式I中形成像素分割层后器件结构图。其中1为基板；2为栅极；3为绝缘层；4为源/漏极金属层；5为石墨烯层；6为保护层；7为平坦化层；8为阳极层；9为像素分割层。具体实施例方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。在图中，为了方便说明，放大了层和区域的厚度，所示大小、比例并不代表实际尺寸和比例。附图是本专利技术的理想化实施例的示意图，本专利技术所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示区域的特定形状，而是包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。图中的表示是示意性的，但这不应该被认为是限制本专利技术的范围。同时在下面的描述中，所使用的术语衬底可以理解为包括正在工艺加工中的半导体衬底，可能包括在其上所制备的其它薄膜层。具体实施方式I本实施方式提供一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法该薄膜晶体管阵列基板是用于有机电致发光显示装置的，当然，本专利技术制备的薄膜晶体管阵列基板不限于用于有机电致发光显示，也可用于液晶显示器，但其具体的制备流程会根据各自的工艺有所不同。本实施方式的制备方法采用6次光刻工艺，其具体工艺如下第一次光刻栅极形成工艺采用现有技术在基板I上沉积一层栅极金属，通过构图工艺形成栅极2，然后在栅极2上形成绝缘层3。例如，采用磁控溅射沉积一层栅极金属钥，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜晶体管阵列基板的制备方法，包括在衬底上形成薄膜晶体管的步骤，其特征在于，所述薄膜晶体管包括有源层和保护层；所述有源层为石墨烯层；所述保护层形成于所述有源层的远离衬底一端的表面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙拓，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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