发明创造名称:TFT基板结构及其制作方法
外观设计名称:
决定号:194194
决定日:2019-11-05
委内编号:1F271775
优先权日:
申请(专利)号:201510445457.8
申请日:2015-07-24
复审请求人:深圳市华星光电技术有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘乐
合议组组长:张莉
参审员:刘国梁
国际分类号:H01L27/12,H01L21/77
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项发明专利申请的权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比虽然存在多个区别技术特征,但是上述区别技术特征或被另外的对比文件所公开,或者属于本领域的公知常识,所属领域技术人员在现有技术的基础上得出该权利要求的技术方案是显而易见的,并且其取得的技术效果是可以预期的,则该权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510445457.8,名称为“TFT基板结构及其制作方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为深圳市华星光电技术有限公司。本申请的申请日为2015年07月24日,公开日为2015年10月07日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年11月05日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体地,对于石墨烯为单层的子方案,权利要求1该技术方案与对比文件1(公开号CN104409515A,公开日2015年03月11日)的区别技术特征包括1)石墨烯保护层为单层石墨烯薄膜及其具体的制备工艺;2)第一、第二改性区域的石墨烯层为掺杂氟离子的石墨烯层。区别技术特征1)是公知常识,而对比文件2(公开号CN103247689A,公开日2013年08月14日)公开了区别技术特征2)的部分区别技术特征也即氟化石墨烯以形成绝缘体,采用氟离子注入实现氟化是公知常识,因此权利要求1该技术方案不具备创造性。对于石墨烯为多层的子方案,权利要求1该技术方案与对比文件1的区别技术特征包括1)石墨烯保护层为多层石墨烯薄膜及其具体的制备工艺;2)一、第二改性区域的石墨烯层为掺杂氟离子的石墨烯层。同样地,区别技术特征1)是公知常识,区别技术特征2)被对比文件2部分公开,离子注入实现氟化是公知常识,因此该技术方案也不具备创造性。同理,权利要求4也不具备创造性。从属权利要求2、3、5-7的附加技术特征或者被对比文件1公开或者属于公知常识,均不具备创造性。针对申请人的意见陈述,原审查部门指出:对比文件2公开了氟化石墨烯使其具有绝缘特性,而对比文件1公开了改性有源层上的部分石墨烯作为保护层,具有结合启示。石墨烯的制备工艺是公知常识。因此,申请人的意见陈述不具说服力,不能接受。
驳回决定所依据的文本为申请日2015年07月24日提交的说明书摘要、说明书第1-91段、摘要附图、说明书附图图1-8,以及2018年6月5日提交的权利要求第1-7项 。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种TFT基板结构,其特征在于,包括:基板(1)、设于所述基板(1)上的栅极(2)、设于所述基板(1)上覆盖栅极(2)的栅极绝缘层(3)、设于所述栅极绝缘层(3)上的半导体层(4)、设于所述半导体层(4)上的石墨烯层(5)、及设于所述石墨烯层(5)上的源、漏极(61、62);
其中,所述半导体层(4)包括沟道区(41)、及分别设于所述沟道区(41)两侧的源极接触区(42)与漏极接触区(43);
所述石墨烯层(5)包括对应于所述沟道区(41)上方的第一改性区域(51)、对应于所述源、漏极(61、62)外侧的第二改性区域(52)、及分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的第一、第二非改性区域(53、54),所述第一、第二改性区域(51、52)的石墨烯层(5)为掺杂了氟离子的石墨烯层,具有绝缘特性,所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)未进行任何掺杂,具有导电特性;
所述源、漏极(61、62)分别经由所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)与所述半导体层(4)的源极接触区(42)、漏极接触区(43)电性连接,所述第一改性区域(51)的石墨烯层(5)覆盖所述半导体层(4)的沟道区(41),对其形成保护;
所述石墨烯保护层(5)为单层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜时,采用转移法来制备所述石墨烯层(5),首先提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜,在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜,使用1M NaOH碱性溶液对所述SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上,将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层(4)上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层(4)上,从而制得的石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜时,采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层(4)上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜。
2. 如权利要求1所述的TFT基板结构,其特征在于,所述基板(1)是玻璃基板或塑料基板;所述栅极(2)的材料是钼、钛、铝、铜中的一种或多种的组合;所述栅极绝缘层(3)的材料是氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
3. 如权利要求1所述的TFT基板结构,其特征在于,所述半导体层(4)为以下3种结构中的任意一种:
(Ⅰ)所述半导体层(4)为一金属氧化物半导体层;
(Ⅱ)所述半导体层(4)为一非晶硅层;
(Ⅲ)所述半导体层(4)包括一非晶硅层、及位于所述非晶硅层上且分别位于其两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。
4. 一种TFT基板结构的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、提供一基板(1),在所述基板(1)上沉积第一金属层,并对所述第一金属层进行图案化处理,得到栅极(2);
步骤2、在所述栅极(2)及基板(1)上沉积栅极绝缘层(3);
步骤3、在所述栅极绝缘层(3)上沉积并图案化半导体层(4);
步骤4、在所述半导体层(4)上形成石墨烯层(5);
所述石墨烯保护层(5)为单层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜;
步骤5、在所述石墨烯层(5)上沉积第二金属层(6),并对所述第二金属层(6)进行图案化处理,得到源、漏极(61、62);
步骤6、定义所述半导体层(4)上对应所述源、漏极(61、62)之间的区域为沟道区(41),位于所述沟道区(41)两侧且分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的区域为源极接触区(42)与漏极接触区(43);
以第二金属层(6)作为掩模,采用SF6等离子体通过离子注入工艺将氟离子注入到所述石墨烯层(5)中没有被所述第二金属层(6)遮挡的区域,进行改性,在所述石墨烯层(5)上形成对应于所述沟道区(41)上方的第一改性区域(51)、对应于所述源、漏极(61、62)外侧的第二改性区域(52)、及分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的第一、第二非改性区域(53、54),所述第一、第二改性区域(51、52)的石墨烯层(5)为掺杂了氟离子的石墨烯层,具有绝缘特性,所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)未进行任何掺杂,具有导电特性;
所述源、漏极(61、62)分别经由所述第一、第二非改性区域(53、54) 的石墨烯层(5)与所述半导体层(4)的源极接触区(42)、漏极接触区(43)电性连接,所述第一改性区域(51)的石墨烯层(5)覆盖所述半导体层(4)的沟道区(41),对其形成保护;
当所述石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜时,所述步骤4采用转移法来制备所述石墨烯层(5),具体包括以下步骤:
步骤41、提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜;
步骤42、在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜;
步骤43、使用1M NaOH碱性溶液对完成上述步骤42的SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上;
步骤44、将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层(4)上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层(4)上,从而制得的石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜时,所述步骤4具体为:采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层(4)上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜。
5. 如权利要求4所述的TFT基板结构的制作方法,其特征在于,所述步骤3的具体操作过程为:采用物理气相沉积法在所述栅极绝缘层(3)上沉积一金属氧化物半导体层,并采用光刻制程对其进行图案化处理,得到半导体层(4),从而制得的半导体层(4)为一金属氧化物半导体层。
6. 如权利要求4所述的TFT基板结构的制作方法,其特征在于,所述步骤3的具体操作过程为:采用化学气相沉积法在所述栅极绝缘层(3)上沉积一非晶硅层,并采用光刻制程对其进行图案化处理,得到半导体层(4),从而制得的半导体层(4)为一非晶硅层。
7. 如权利要求4所述的TFT基板结构的制作方法,其特征在于,所述步骤3的具体操作过程为:
步骤31、采用化学气相沉积法在所述栅极绝缘层(3)上依次沉积非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层;
步骤32、采用光刻制程对所述非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层进行图案化处理,去除掉所述非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层位于TFT区域以外的部 分,并在所述N型重掺杂非晶硅层上对应于所述栅极(2)的中间位置形成一条形通道,将所述N型重掺杂非晶硅层分割为位于所述条形通道两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅段,得到半导体层(4),从而制得的半导体层(4)包括一非晶硅层、及位于所述非晶硅层上且分别位于其两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。”
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年01月22日向国家知识产权局提出了复审请求,复审请求人提交了意见陈述书和权利要求全文替换页,包括权利要求1-3项,其中将权利要求3的一部分并入权利要求1,将权利要求7并入权利要求4,并删除了原权利要求3、5、6以及修改了后续编号和引用关系。复审请求人认为:对比文件1、2并未公开保护层为单层或多层石墨烯以及其具体制备工艺,也并未公开非晶硅的有源层;本申请的技术方案具有显著的进步 。复审请求时新修改的权利要求第1-3项如下:
“1. 一种TFT基板结构,其特征在于,包括:基板(1)、设于所述基板(1)上的栅极(2)、设于所述基板(1)上覆盖栅极(2)的栅极绝缘层(3)、设于所述栅极绝缘层(3)上的半导体层(4)、设于所述半导体层(4)上的石墨烯层(5)、及设于所述石墨烯层(5)上的源、漏极(61、62);
其中,所述半导体层(4)包括沟道区(41)、及分别设于所述沟道区(41)两侧的源极接触区(42)与漏极接触区(43);
所述石墨烯层(5)包括对应于所述沟道区(41)上方的第一改性区域(51)、对应于所述源、漏极(61、62)外侧的第二改性区域(52)、及分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的第一、第二非改性区域(53、54),所述第一、第二改性区域(51、52)的石墨烯层(5)为掺杂了氟离子的石墨烯层,具有绝缘特性,所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)未进行任何掺杂,具有导电特性;
所述源、漏极(61、62)分别经由所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)与所述半导体层(4)的源极接触区(42)、漏极接触区(43)电性连接,所述第一改性区域(51)的石墨烯层(5)覆盖所述半导体层(4)的沟道区(41),对其形成保护;
所述石墨烯保护层(5)为单层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜时,采用转移法来制备所述石墨烯层(5),首先提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜,在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜,使用1M NaOH碱性溶液对所述SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上,将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层(4)上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层(4)上,从而制得的石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜时,采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层(4)上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜;
所述半导体层(4)包括一非晶硅层、及位于所述非晶硅层上且分别位于其两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。
2. 如权利要求1所述的TFT基板结构,其特征在于,所述基板(1)是玻璃基板或塑料基板;所述栅极(2)的材料是钼、钛、铝、铜中的一种或多种的组合;所述栅极绝缘层(3)的材料是氧化硅、氮化硅、或二者的组合。
3. 一种TFT基板结构的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、提供一基板(1),在所述基板(1)上沉积第一金属层,并对所述第一金属层进行图案化处理,得到栅极(2);
步骤2、在所述栅极(2)及基板(1)上沉积栅极绝缘层(3);
步骤3、在所述栅极绝缘层(3)上沉积并图案化半导体层(4);
步骤4、在所述半导体层(4)上形成石墨烯层(5);
所述石墨烯保护层(5)为单层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜;
步骤5、在所述石墨烯层(5)上沉积第二金属层(6),并对所述第二金属层(6)进行图案化处理,得到源、漏极(61、62);
步骤6、定义所述半导体层(4)上对应所述源、漏极(61、62)之间的区域为沟道区(41),位于所述沟道区(41)两侧且分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的区域为源极接触区(42)与漏极接触区(43);
以第二金属层(6)作为掩模,采用SF6等离子体通过离子注入工艺将氟离子注入到所述石墨烯层(5)中没有被所述第二金属层(6)遮挡的区域,进行改性,在所述石墨烯层(5)上形成对应于所述沟道区(41)上方的第一改性区域(51)、对应于所述源、漏极(61、62)外侧的第二改性区域(52)、及分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的第一、第二非改性区域(53、54),所述第一、第二改性区域(51、52)的石墨烯层(5)为掺杂了氟离子的石墨烯层,具有绝缘特性,所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)未进行任何掺杂,具有导电特性;
所述源、漏极(61、62)分别经由所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)与所述半导体层(4)的源极接触区(42)、漏极接触区(43)电性连接,所述第一改性区域(51)的石墨烯层(5)覆盖所述半导体层(4)的沟道区(41),对其形成保护;
当所述石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜时,所述步骤4采用转移法来制备 所述石墨烯层(5),具体包括以下步骤:
步骤41、提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜;
步骤42、在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜;
步骤43、使用1M NaOH碱性溶液对完成上述步骤42的SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上;
步骤44、将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层(4)上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层(4)上,从而制得的石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜时,所述步骤4具体为:采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层(4)上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜;
所述步骤3的具体操作过程为:
步骤31、采用化学气相沉积法在所述栅极绝缘层(3)上依次沉积非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层;
步骤32、采用光刻制程对所述非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层进行图案化处理,去除掉所述非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层位于TFT区域以外的部分,并在所述N型重掺杂非晶硅层上对应于所述栅极(2)的中间位置形成一条形通道,将所述N型重掺杂非晶硅层分割为位于所述条形通道两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅段,得到半导体层(4),从而制得的半导体层(4)包括一非晶硅层、及位于所述非晶硅层上且分别位于其两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年01月29日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:对于“石墨烯保护层为单层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜”,对比文件1已经公开了保护层4可以为石墨烯薄膜(说明书第[0056]、[0057]段)。基于对比文件1已经公开的上述内容,本领域的技术人员在利用石墨烯薄膜形成石墨烯保护层时,具体采用单层还是多层石墨烯薄膜,只是一种常规技术手段,属于公知常识。
对于“单层/多层石墨烯薄膜的制备方法”,关于在SiO2基底上制作石墨烯层,通过化学气相沉积的方式在SiO2基底上沉积石墨烯薄膜是本领域的常规技术手段,属于公知常识;退一步讲,多篇现有技术已经公开了提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积石墨烯薄膜(如“Oxygen-Aid Synthesis of Polycrystalline Graphene on Silicon Dioxide Substrates ”,Jianyi Chen等,《Journal of the American Chemical Society》,2011年10月11日;“Direct growth of few-layer graphene films on SiO2 substrates and their photovolatic applications”,Hui Bi等,《Journal of Materials Chemistry》,2011年11月03日;“Critical Crystal Growth of Graphene on Dielectric Substrates at Low Temperature for Electronic Devices”,Dacheng Wei等,《Angewandte Chemie》,2013年10月31日;“Direct growth of patterned graphene on SiO2 substrates without the use of catalysts or lithography”,Yong Seung Kim等,《Nanoscale》,2014年06月25日等)。此外,转移法是制备石墨烯层的常用方法,因此,在SiO2基底上沉积单层石墨烯薄膜之后,本领域的技术人员对石墨烯薄膜进行转移,具体地,在SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜;此后使用能够与SiO2反应的1M NaOH碱性溶液对完成旋涂步骤的SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上;最后将PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层上,从而制得的石墨烯层为单层石墨烯薄膜,也是本领域的常规技术手段,属于公知常识。关于制备多层石墨烯层,通过旋涂喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在基底上形成多层石墨烯薄膜,都是本领域的惯用手段,也属于公知常识。
对于“半导体层的材料及其制备方法”,在制备倒栅非晶硅TFT时,采用化学气相沉积法在氮化硅栅介质(即栅极绝缘层)上依次沉积α-Si:H沟道层(即非晶硅层)、及N α-Si:H源漏区(即N型重掺杂非晶硅层);采用光刻制程对α-Si:H沟道层、及N α-Si:H源漏区进行图案化处理,去除掉α-Si:H沟道层、及N α-Si:H源漏区位于TFT区域以外的部分,并在N α-Si:H源漏区上对应于栅电极的中间位置形成一条形通道,将N α-Si:H源漏区分割为位于条形沟道两侧的两段N α-Si:H源漏区(即第一、第二N型重掺杂非晶硅段),得到半导体层,从而制得的半导体层包括一α-Si:H沟道层、及位于α-Si:H沟道层上且分别位于其两侧的两段N α-Si:H源漏区(书籍“新型显示技术(上册)”,高鸿锦等,2014年8月1日,第241-244页),是显示技术领域的惯用手段,属于公知常识。因而坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年06月16日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-3相对于对比文件1、对比文件2以及公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体地,权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于:1)石墨烯为单层或多层石墨烯,当所述石墨烯层为单层石墨烯薄膜时,采用转移法来制备所述石墨烯层,首先提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜,在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜,使用1M NaOH碱性溶液对所述SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上,将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层上,从而制得的石墨烯层为单层石墨烯薄膜;当所述石墨烯层为多层石墨烯薄膜时,采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层为多层石墨烯薄膜;2)所述第一、第二改性区域的石墨烯层为掺杂了氟离子的石墨烯层; 3)半导体层包括非晶硅层和位于非晶硅层上及两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。基于上述区别技术特征,其实际解决的技术问题分别是:1)提高保护层的石墨烯薄膜质量;2)选择性地将石墨烯改性为绝缘体作为保护层;3)利用非晶硅构成TFT的有源层。对比文件1公开了部分区别技术特征1),对比文件2公开了部分区别技术特征2)、3),而其余部分是公知常识。类似地,权利要求3也不具备创造性,从属权利要求2的附加技术特征中部分技术被对比文件1公开而其余技术特征为公知常识,因此也不具备创造性。因此,合议组对复审请求人的意见不予支持。
复审请求人于2019年07月08日提交了权利要求书的修改替换页,包括权利要求第1-3项,将源自说明书的技术特征“采用SF6等离子体通过离子注入工艺将氟离子注入到石墨烯层(5)而形成所述第一改性区域(51)及第二改性区域(52)”补入权利要求1中,权利要求2、3未修改。复审请求人答复复审通知书时修改的权利要求书中第1项如下:
“1. 一种TFT基板结构,其特征在于,包括:基板(1)、设于所述基板(1)上的栅极(2)、设于所述基板(1)上覆盖栅极(2)的栅极绝缘层(3)、设于所述栅极绝缘层(3)上的半导体层(4)、设于所述半导体层(4)上的石墨烯层(5)、及设于所述石墨烯层(5)上的源、漏极(61、62);
其中,所述半导体层(4)包括沟道区(41)、及分别设于所述沟道区(41)两侧的源极接触区(42)与漏极接触区(43);
所述石墨烯层(5)包括对应于所述沟道区(41)上方的第一改性区域(51)、对应于所述源、漏极(61、62)外侧的第二改性区域(52)、及分别对应于所述源、漏极(61、62)下方的第一、第二非改性区域(53、54),所述第一、第二改性区域(51、52)的石墨烯层(5)为掺杂了氟离子的石墨烯层,具有绝缘特性,所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)未进行任何掺杂,具有导电特性;
所述源、漏极(61、62)分别经由所述第一、第二非改性区域(53、54)的石墨烯层(5)与所述半导体层(4)的源极接触区(42)、漏极接触区(43)电性连接,所述第一改性区域(51)的石墨烯层(5)覆盖所述半导体层(4)的沟道区(41),对其形成保护;
所述石墨烯保护层(5)为单层石墨烯薄膜或多层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜时,采用转移法来制备所述石墨烯层(5),首先提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜,在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜,使用1M NaOH碱性溶液对所述SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上,将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层(4)上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层(4)上,从而制得的石墨烯层(5)为单层石墨烯薄膜;
当所述石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜时,采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层(4)上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层(5)为多层石墨烯薄膜;
所述半导体层(4)包括一非晶硅层、及位于所述非晶硅层上且分别位于其两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层;
采用SF6等离子体通过离子注入工艺将氟离子注入到石墨烯层(5)而形成所述第一改性区域(51)及第二改性区域(52)。”
复审请求人认为:对比文件1、2并未公开SF6氟离子注入以改性石墨烯,也没有给出任何技术启示,并且不认同该区别技术特征是公知常识。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人于2019年07月08日答复复审通知书时提交了权利要求修改全文替换页,包括权利要求第1-3项。经审查,上述修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定所针对的文本为:复审请求人于申请日2015年07月24日提交的说明书摘要、说明书第1-91段、摘要附图、说明书附图图1-8以及2019年07月08日提交的权利要求第1-3项。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定:“创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。”
如果一项发明专利申请的权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比虽然存在多个区别技术特征,但是上述区别技术特征或被另外的对比文件所公开,或者属于本领域的公知常识,所属领域技术人员在现有技术的基础上得出该权利要求的技术方案是显而易见的,并且其取得的技术效果是可以预期的,则该权利要求的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
本复审决定引用与驳回决定所引用相同的对比文件,也即:
对比文件1:公开号CN 104409515A,公开日2015年03月11日;
对比文件2:公开号CN 103247689A,公开日2013年08月14日。
2.1 权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性
权利要求1请求保护一种TFT基板结构。
对比文件1公开了一种TFT基板结构,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0038]-[0068]段,附图2-7):包括:衬底基板1(相当于基板)、设于衬底基板1上的栅极2、设于衬底基板1上覆盖栅极2的栅极绝缘层3、设于栅极绝缘层3上的有源层4(相当于半导体层)、设于有源层4上的保护层5(保护层5的材质可为石墨烯,相当于石墨烯层)、及设于保护层5上的源极6、漏极7;其中,有源层4(相当于半导体层)包括不覆盖源极6、漏极7的区域(相当于沟道区,以下统称为A区),及分别设于A区(相当于沟道区)两侧的其他有源层4区域(相当于源极接触区与漏极接触区,以下统称为B区);保护层5(相当于石墨烯层)包括对应于A区(相当于沟道区)上方的源极6和漏极7未覆盖的保护层5(相当于第一改性区域,以下统称为C区域),对应于源极6、漏极7外侧的保护层5(相当于第二改性区域,以下统称为D区域),及分别对应于源极6、漏极7下方的保护层5(相当于第一、第二非改性区域,第一非改性区域以下统称为E区域、第二非改性区域以下统称为F区域),C、D区域(相当于第一、第二改性区域)的保护层5具有绝缘特性,E、F区域(相当于第一、第二非改性区域)的保护层5未进行任何掺杂,具有导电特性;源极6、漏极7分别经由E、F区域(相当于第一、第二非改性区域)的保护层5(相当于石墨烯层)与有源层4(相当于半导体层)的B区(相当于源极接触区与漏极接触区)电性接触,C区域(相当于第一改性区域)的保护层5覆盖有源层4的A区(相当于沟道区),对其形成保护。
可见,权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于:1)石墨烯为单层或多层石墨烯,当所述石墨烯层为单层石墨烯薄膜时,采用转移法来制备所述石墨烯层,首先提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜,在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜,使用1M NaOH碱性溶液对所述SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上,将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层上,从而制得的石墨烯层为单层石墨烯薄膜;当所述石墨烯层为多层石墨烯薄膜时,采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层为多层石墨烯薄膜;2)所述第一、第二改性区域的石墨烯层为掺杂了氟离子的石墨烯层,采用SF6等离子体通过离子注入工艺将氟离子注入到石墨烯层(5)而形成所述第一改性区域(51)及第二改性区域(52); 3)半导体层包括非晶硅层和位于非晶硅层上及两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。基于上述区别技术特征,其实际解决的技术问题分别是:1)提高保护层的石墨烯薄膜质量;2)选择性地将石墨烯改性为绝缘体作为保护层;3)利用非晶硅构成TFT的有源层。
对于区别技术特征1),对比文件1还公开了(参见说明书第[0057]段)步骤4采用转移法来制备保护层5(相当于石墨烯层),且对比文件1的说明书[0040]段记载了保护层5厚度为0.1-5nm,且[0040]段记载了保护层5材质为石墨烯,而石墨烯的物理特性决定了每层石墨烯厚度为0.335nm。在此基础上,本领域技术人员在面对提高作为保护层的石墨烯薄膜质量的技术问题时,能够根据绝缘特性需要合理选择各种常用的石墨烯薄膜层数以及相应的制备工艺,选择特殊的石墨烯薄膜层数并选择各种常见的石墨烯制备工艺步骤这对于本领域技术人员而言是公知常识。
对于区别技术特征2),对比文件2公开了(参见说明书第[0014]-[0020]段):对石墨烯进行钝化可以使石墨烯具有绝缘体特性,其中钝化的方法可以是氟化。可见,对比文件2公开了“为使石墨烯具有绝缘特性,可对石墨烯掺杂氟离子”的技术特征,所起的作用均为选择性改性石墨烯使其具有绝缘体特性,也即给出了将上述技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。在对比文件2的启示下,具体地选用SF6作为氟离子源而采用注入工艺实现石墨烯氟化为绝缘体材料,这对于本领域技术人员而言是公知常识。
对于区别技术特征3),对比文件2公开了:说明书[0011]段记载了半导体材层材料带隙宽度有较大的选择范围,且结晶和不结晶的半导体材料都在可选范围内,并在[0031]段记载了n型非晶硅半导体层作为顶栅结构TFT的有源层。可见对比文件2公开了石墨烯保护层下方的半导体层为非晶硅层,所起的作用均为构成非晶硅TFT,也即给出了将上述技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。而在非晶硅TFT沟道区两侧重掺杂形成源漏区,这对于本领域技术人员而言是惯用技术手段,属于公知常识。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2、公知常识得到权利要求1技术方案,这对于本领域技术人员而言是显而易见的,该技术方案没有突出的实质性特点,也没有显著的进步,因此不具备创造性。
2.2、权利要求2不具备专利法22条第3款规定的创造性
权利要求2是权利要求1的从属权利要求。对比文件1公开了(参见说明书第[0050]段)栅极绝缘层3的材质可以为Si的氧化物、氮化物中的一种或多种,相当于公开了所述栅极绝缘层的材料是氧化硅、氮化硅、或二者的组合。而关于基板的选材,本领域的技术人员选用玻璃基板或塑料基板,是一种常规材料选择,属于公知常识。进一步,金属栅极的材料选择也是惯用技术手段,属于公知常识。因此当其引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、权利要求3请求保护一种TFT基板结构的制作方法。
权利要求3请求保护一种TFT基板结构的制作方法。
对比文件1公开了一种TFT基板结构的制作方法,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第[0045]-[0067]段,附图2-7):包括以下步骤:步骤1、提供一衬底基板1(相当于基板),在衬底基板1上沉积栅极金属层(相当于第一金属层),并对栅极金属层进行图案化处理,得到栅极2;步骤2、在栅极2及衬底基板1(相当于基板)上沉积栅极绝缘层3;步骤3、在栅极绝缘层3上沉积并图案化有源层4(相当于半导体层);步骤4、在有源层4(相当于半导体层)上形成保护层5(保护层5的材质可为石墨烯,相当于石墨烯层);步骤5、在保护层5(相当于石墨烯层)上沉积源漏极金属层(相当于第二金属层),并对源漏极金属层进行图案化处理,得到源极6、漏极7;步骤6、定义有源层4(相当于半导体层)上对应源极6、漏极7之间的区域(该部分区域对应沟道区,以下统称为A区),位于A区两侧且分别对应于源极6、漏极7下方的区域(该部分区域对应源极接触区与漏极接触区,以下统称为B区);对保护层5(相当于石墨烯层)进行处理,使得源极6和漏极7未覆盖的保护层5发生改性,在保护层5上形成对应于A区(相当于沟道区)上方的区域(相当于第一改性域,以下统称为C区域)、对应于源极6、漏极7外侧的区域(相当于第二改性区域,以下统称为D区域)、及分别对应于源极6、漏极7下方的区域(相当于第一、第二非改性区域,第一非改性区域以下统称为E区域、第二非改性区域以下统称为F区域),C、D区域(相当于第一、第二改性区域)的保护层5具有绝缘特性,E、F区域(相当于第一、第二非改性区域)的保护层5未进行任何掺杂,具有导电特性;源极6、漏极7分别经由E、F区域(相当于第一、第二非改性区域)的保护层5(相当于石墨烯层)与有源层4(相当于半导体层)的B区(相当于源极接触区与漏极接触区)电性接触,C区域(相当于第一改性区域)的保护层5覆盖有源层4的A区(相当于沟道区),对其形成保护。
可见,权利要求3所要求保护的技术方案与对比文件1的区别技术特征为:1)石墨烯为单层或多层石墨烯,当所述石墨烯层为单层石墨烯薄膜时,采用转移法来制备所述石墨烯层,首先提供一SiO2基底,在SiO2基底上通过化学气相沉积的方式沉积单层石墨烯薄膜,在所述SiO2基底及单层石墨烯薄膜上旋涂一层PMMA薄膜,使用1M NaOH碱性溶液对所述SiO2基底进行湿蚀刻,使PMMA/单层石墨烯薄膜离开SiO2基底表面并浮于水面上,将所述PMMA/单层石墨烯薄膜转移到半导体层上,使用丙酮缓慢溶解去除PMMA,单层石墨烯薄膜完好的转移到半导体层上,从而制得的石墨烯层为单层石墨烯薄膜;当所述石墨烯层为多层石墨烯薄膜时,采用旋涂、喷涂、滚轴涂布或者狭缝涂布方法在所述半导体层上形成多层石墨烯薄膜,从而制得的石墨烯层为多层石墨烯薄膜;2)改性是以第二金属层作为掩模,采用SF6等离子体通过离子注入工艺将氟离子注入到石墨烯中没有被第二金属层遮挡的区域;所述第一、第二改性区域的石墨烯层为掺杂了氟离子的石墨烯层;3)步骤3的具体操作过程为步骤31、采用化学气相沉积法在所述栅极绝缘层上依次沉积非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层;步骤32、采用光刻制程对所述非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层进行图案化处理,去除掉所述非晶硅层、及N型重掺杂非晶硅层位于TFT区域以外的部分,并在所述N型重掺杂非晶硅层上对应于所述栅极的中间位置形成一条形通道,将所述N型重掺杂非晶硅层分割为位于所述条形通道两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅段,得到半导体层,从而制得的半导体层包括一非晶硅层、及位于所述非晶硅层上且分别位于其两侧的第一、第二N型重掺杂非晶硅层。基于上述区别技术特征,其实际解决的技术问题分别是:1)提高保护层的石墨烯薄膜质量;2)选择性地将石墨烯改性为绝缘体作为保护层;3)利用非晶硅构成TFT的有源层。
对于区别技术特征1),对比文件1还公开了(参见说明书第[0057]段)步骤4采用转移法来制备保护层5(相当于石墨烯层),且对比文件1的说明书[0040]段记载了保护层5厚度为0.1-5nm,且[0040]段记载了保护层5材质为石墨烯,而石墨烯的物理特性决定了每层石墨烯厚度为0.335nm。在此基础上,本领域技术人员在面对提高作为保护层的石墨烯薄膜质量的技术问题时,能够根据绝缘特性需要合理选择各种常用的石墨烯薄膜层数以及相应的制备工艺,选择特殊的石墨烯薄膜层数并选择各种常见的石墨烯制备工艺步骤这对于本领域技术人员而言是公知常识。
对于区别技术特征2),对比文件2公开了(参见说明书第[0014]-[0020]段):对石墨烯进行钝化可以使石墨烯具有绝缘体特性,其中钝化的方法可以是氟化。可见,对比文件2给公开了“为使石墨烯具有绝缘特性,可对石墨烯掺杂氟离子”的技术特征,所起的作用均为选择性改性石墨烯使其具有绝缘体特性,也即给出了将上述技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。在对比文件2的启示下,具体地选用SF6作为氟离子源而采用注入工艺实现石墨烯氟化为绝缘体材料,这对于本领域技术人员而言是公知常识。
对于区别技术特征3),对比文件2公开了:说明书[0011]段记载了半导体材层材料带隙宽度有较大的选择范围,且结晶和不结晶的半导体材料都在可选范围内,并在[0031]段记载了n型非晶硅半导体层作为顶栅结构TFT的有源层。可见对比文件2公开了石墨烯保护层下方的半导体层为非晶硅层,所起的作用均为构成非晶硅TFT,也即给出了将上述技术特征应用于对比文件1以进一步解决其技术问题的启示。采用常见的掩模离子注入工艺在非晶硅TFT沟道区两侧重掺杂形成源漏区,这对于本领域技术人员而言是惯用技术手段,属于公知常识。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件2、公知常识得到权利要求3技术方案,这对于本领域技术人员而言是显而易见的,该技术方案没有突出的实质性特点,也没有显著的进步,因此不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
合议组认为:对比文件1给出了选择性地氧化、钝化或气化石墨烯的保护层5使其局部无法导电从而为下层半导体有源层提供绝缘保护的启示,而对比文件2给出了具体的氟化石墨烯使其为绝缘体的启示,而石墨烯的层厚和工艺选择特别是氟离子的来源和具体工艺选择并未影响改性石墨烯对于下方有源层保护的方案本身,也即并未因为特殊的氟离子注入工艺特别是氟离子来源方式而影响石墨烯改性层的性能,因此在对比文件1的基础上结合对比文件2、公知常识得到权利要求1-3的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。
因此,合议组对于复审请求人的上述意见不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月05日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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