[发明专利]在玻璃基材上形成薄膜晶体管的方法以及由此形成的液晶显示器

说明书

薄膜晶体管(TFT)液晶显示器(LCD)包括在上方的液晶显示层与下方的玻璃基材之间划界的多个图像像素。每个图像像素包括设置在玻璃基材上方的专用顶栅TFT。每个顶栅薄膜晶体管包括设置在玻璃基材上方的工艺敏感性半导体层，以及设置在工艺敏感性半导体层上方的源电极和漏电极。工艺敏感性半导体层在源电极与漏电极之间形成工艺敏感性半导体有源层，并且在工艺敏感性半导体有源层的上方设置有源层保护膜。在源电极与漏电极之间的有源层保护膜上方设置有栅极电介质层，并且在栅极电介质层的上方设置有栅电极。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月27日提交的系列号为62/648,581的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文，如同在下文完整阐述。

背景

技术领域

本说明书一般涉及形成薄膜晶体管的方法，更具体地，涉及形成具有在玻璃基材上的薄膜晶体管的液晶显示器的方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)一般是利用液晶的光调制性质来提供所需图像的平面显示器。典型的LCD应用包括电脑监测器、电视、仪器面板、室内和户外标示牌等。LCD包括多个彩色像素，并且每个彩色像素通常包括在一对电极与一对偏振滤波器之间的液晶层。所述一对偏振滤波器彼此垂直对齐并且传输通过其中一个偏振滤波器的光模式被液晶旋转，使得该光可通过另一个偏振滤波器。具体地，使用晶体管在所述一对电极上施加电压，并且所施加的电压使液晶旋转或不旋转，以使得通过其中一个偏振滤波器的光或者通过或者不通过另一个偏振滤波器。以这种方式，LCD的每个彩色像素可“打开”或“关闭”并具有期望的颜色，从而提供期望的图像以供观看。

发明内容

可以预见未来的无处不在的智能电子系统将具有任意形状因数，强大的弹性，高速电荷传输和低功耗，并且这些智能电子系统将需要集成在环保的挠性基材上。未来的智能电子系统的一项挑战是选择适于在挠性基材上的高性能场效应晶体管(FET)的半导体材料。有机材料和非晶硅已经得到了广泛开发，但是它们的载流子迁移率(通常≤1cm²/V·s)对于在纳秒周期下操作的高速晶体管来说过低。石墨烯由于其高的载流子迁移率(10,000cm²/V·s)和射频性质，因此吸引了人们对高性能挠性电子器件的极大兴趣。然而，石墨烯不具有带隙。因此，将石墨烯用于低功率开关晶体管或数字晶体管似乎不现实，研究了具有显著带隙的其他原子层片材料。一类这种材料是半导体过渡金属二硫属化物(TMD)。例如，二硫化钼(MoS₂)具有大的半导体带隙(单层为～1.8eV，本体膜为～1.3eV)，这对于硬基材和软基材上的低功率电子器件是理想的。而且，MoS₂具有高的载流子迁移率(室温时高至200cm²/V·s)，高强度和大的表面体积比，这些全部使得MoS₂成为用于高速挠性晶体管和传感器的引人注目的半导体纳米材料。然而，MoS₂单层对半导体装置图案化技术(例如氧等离子体)敏感(即，易受损)。因此，现有的MoS₂ TFT已经采用电子束光刻法来制造，其使用已经被转移到SiO₂/Si基材上的MoS₂薄片，从而将MoS₂ TFT的制造限制为一次制造一个装置。相较之下，本文公开了使用半导体装置制造技术在玻璃基材上形成多个TFT的方法以及具有多个TFT的液晶显示器。