发明创造名称：氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法
外观设计名称：
决定号：199436
决定日：2019-12-27
委内编号：1F277360
优先权日：
申请（专利）号：201610439362.X
申请日：2016-06-17
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：裴亚芳
合议组组长：陈冬冰
参审员：焦永涵
国际分类号：H01L21/336
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件之间存在区别技术特征，而该区别技术特征是本领域技术人员在该对比文件公开内容的基础上结合本领域的公知常识容易获得的，则该项权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610439362.X，发明名称为“氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为深圳市华星光电技术有限公司，申请日为2016年06月17日，公开日为2016年10月26日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年03月01日发出驳回决定，以权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年06月17日提交的权利要求第1-10项、说明书第1-6页、说明书附图第1-6页、说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板(1)，在所述基板(1)上形成第一金属层(2’)；
步骤2、图案化所述第一金属层(2’)，形成栅极(2)；
步骤3、在所述栅极(2)及基板(1)上形成栅极绝缘层(3)；
步骤4、在所述栅极绝缘层(3)上形成氧化物半导体层(4’)；
步骤5、图案化所述氧化物半导体层(4’)，形成位于所述栅极(2)上的栅极绝缘层(3)上的有源层(4)；
步骤6、对所述有源层(4)进行等离子体掺杂处理，将远离栅极绝缘层(3)一侧的部分有源层(4)变为掺杂层(5)；
步骤7、在所述掺杂层(5)及栅极绝缘层(3)上形成第二金属层(6’)；
步骤8、图案化所述第二金属层(6’)，形成分别与所述掺杂层(5)的两端接触的源极(61)、及漏极(62)；
步骤9、对位于源极(61)与漏极(62)之间的掺杂层(5)进行等离子体还原处理，将其还原为氧化物半导体，使其恢复半导体特性。
2. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述氧化物半导体层(4’)的材料为IGZO。
3. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述氧化物半导体层(4’)的厚度为30nm～200nm。
4. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤6中等离子体掺杂处理为：氩气等离子体处理、氨气等离子体处理、或四氟化碳等离子体处理。
5. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤9中等离子体还原处理采用的还原气体为一氧化为氮、及氧气中的一种或多种的组合。
6. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述第一金属层(2’)及第二金属层(6’)均为单层金属结构、或多层金属的层叠结构。
7. 如权利要求6所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，第一金属层(2’)及第二金属层(6’)的材料均为钼、铝、及钛中的一种或多种的组合。
8. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤8具体包括：
步骤81、在所述第二金属层(6’)上形成光阻层(7)，所述光阻层(7)覆盖位于所述掺杂层(5)的两端的第二金属层(6’)，暴露出位于所述掺杂层(5)的中间区域的第二金属层(6’)；
步骤82、通过湿法蚀刻去除未被光阻层(7)覆盖的第二金属层(6’)，形成分别与所述掺杂层(5)的两端接触的源极(61)与漏极(62)。
9. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤3中采用化学气相沉积工艺形成栅极绝缘层(3)。
10. 如权利要求1所述的氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤1与步骤7中采用溅射工艺形成第一金属层(2’)及第二金属层(6’)。”
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：CN105140271A，公开日为2015年12月09日。
驳回决定指出：权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1相比，区别技术特征在于：步骤6、对所述有源层进行等离子体掺杂处理，将远离栅极绝缘层一侧的部分有源层变为掺杂层。该区别技术特征是本领域技术人员在对比文件1的教导下结合本领域的公知常识容易获得的。权利要求2-10的附加技术特征或被对比文件1公开或属于本领域的公知常识。因此，权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年03月22日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文修改替换页（包括权利要求第1-9项），修改之处在于：在驳回决定所针对的权利要求书的基础上，将从属权利要求3作为新的独立权利要求1，删除权利要求1，并适应性修改了权利要求的序号和引用关系。提交复审请求时新修改的权利要求1内容如下：
“1. 一种氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板(1)，在所述基板(1)上形成第一金属层(2’)；
步骤2、图案化所述第一金属层(2’)，形成栅极(2)；
步骤3、在所述栅极(2)及基板(1)上形成栅极绝缘层(3)；
步骤4、在所述栅极绝缘层(3)上形成氧化物半导体层(4’)；
步骤5、图案化所述氧化物半导体层(4’)，形成位于所述栅极(2)上的栅极绝缘层(3)上的有源层(4)；
步骤6、对所述有源层(4)进行等离子体掺杂处理，将远离栅极绝缘层(3)一侧的部分有源层(4)变为掺杂层(5)；
步骤7、在所述掺杂层(5)及栅极绝缘层(3)上形成第二金属层(6’)；
步骤8、图案化所述第二金属层(6’)，形成分别与所述掺杂层(5)的两端接触的源极(61)、及漏极(62)；
步骤9、对位于源极(61)与漏极(62)之间的掺杂层(5)进行等离子体还原处理，将其还原为氧化物半导体，使其恢复半导体特性；
所述氧化物半导体层(4’)的厚度为30nm～200nm。”
复审请求人认为：1）对比文件1通过两次独立的成膜及图案化制程独立制作的，制程复杂程度增加，并且，第二氧化物沟道层18与氧化物导体层14之间会存在较为明显的交界面，交界面处容易产生较大的接触电阻，本申请仅通过一道成膜及图案化制程搭配掺杂制程即可获得有源层及掺杂层两层结构，制程复杂程度降低，且掺杂层与剩余有源层之间不会存在较为明显的交界面，接触电阻降低。2）本申请氧化物半导体层的厚度为30nm-200nm，以保证对有源层进行等离子处理后，掺杂层及剩余有源层均具有符合标准的厚度尺寸，保证掺杂层具有较好的导电性，对比文件1通过两道独立的制程分别制作第二氧化物沟道层18及氧化物导体层14，对于本申请用于制作有源层及掺杂层的氧化物半导体层的厚度取值不能提供任何的技术启示。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月03日依法受理了该复审请求，实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
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08月09日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-9相对于对比文件1和本领域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。对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：1）对比文件1公开的技术方案与本申请的技术方案解决的技术问题相同，其中的氧化物导体层14的作用与本申请掺杂层的作用相同，二者都是含氧量少的低电阻氧化物，区别仅在于二者的形成手段不同，对比文件1经由沉积工艺直接获得，而本申请是经由等离子体处理改性氧化物半导体有源层获得，而经由等离子体处理改性氧化物半导体层来获得低电阻氧化物，属于本领域的公知手段，在本领域广泛应用；对比文件1经由两次沉积工艺依次形成正投影于栅极的含氧量高的IGZO氧化物半导体沟道层18和含氧量小的IGZO氧化物导体层14，本申请经由一次沉积工艺形成氧化物半导体层并图案化形成有源层，但还需要对有源层上部进行等离子体改性，二者实质上都至少需要经历两个步骤；对比文件1的含氧量高的IGZO氧化物半导体沟道层18和含氧量小的IGZO氧化物导体层14，仅仅是氧含量不同，与本申请掺杂层与剩余有源层之间氧含量不同的情形相同，二者都存在交界面。2）在采用等离子体改性处理代替对比文件1的沉积方式获得低电阻氧化物的情形下，本领域技术人员有动机对氧化物半导体有源层的厚度进行优化，以改善接触电阻、迁移率和开关特性等，采用本领域常规实验手段经由有限的试验后获得有源层的优化厚度，以保证氧化半导体沟道和掺杂层的厚度满足TFT具有低接触电阻、高的迁移率和优异的开关特性，无需付出创造性劳动即可实现。
复审请求人于2019年09月17日提交了意见陈述书，同时提交了权利要求书的全文修改替换页（包括权利要求第1-8项），修改之处在于：在复审通知书所针对的权利要求书的基础上，将从属权利要求3作为新的独立权利要求1，删除权利要求1，并适应性修改了权利要求的序号和引用关系。答复复审通知书时新修改的权利要求1内容如下：
“1. 一种氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一基板(1)，在所述基板(1)上形成第一金属层(2’)；
步骤2、图案化所述第一金属层(2’)，形成栅极(2)；
步骤3、在所述栅极(2)及基板(1)上形成栅极绝缘层(3)；
步骤4、在所述栅极绝缘层(3)上形成氧化物半导体层(4’)；
步骤5、图案化所述氧化物半导体层(4’)，形成位于所述栅极(2)上的栅极绝缘层(3)上的有源层(4)；
步骤6、对所述有源层(4)进行等离子体掺杂处理，将远离栅极绝缘层(3)一侧的部分有源层(4)变为掺杂层(5)；
步骤7、在所述掺杂层(5)及栅极绝缘层(3)上形成第二金属层(6’)；
步骤8、图案化所述第二金属层(6’)，形成分别与所述掺杂层(5)的两端接触的源极(61)、及漏极(62)；
步骤9、对位于源极(61)与漏极(62)之间的掺杂层(5)进行等离子体还原处理，将其还原为氧化物半导体，使其恢复半导体特性；
所述氧化物半导体层(4’)的厚度为30nm～200nm；
所述步骤6中等离子体掺杂处理为：氩气等离子体处理、氨气等离子体处理、或四氟化碳等离子体处理。 ”
复审请求人认为：对比文件1需要经由两次独立的成膜及图案化制程形成两层膜结构，本申请需要一次成膜及图案化制程以及掺杂制程形成两层膜结构，对比文件1与本申请的制程完全不同，不能给予相应的技术启示，并且，对比文件1对于本申请的“采用氩气、氨气或四氟化碳的等离子体处理对氧化物半导体进行掺杂” 没有任何公开，也不能提供任何技术启示，该技术手段并不是本领域的常用手段。本申请能够降低制程复杂程度，具有显著进步。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在2019年09月17日提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，所作的修改符合专利法实施细则第61条第1款以及专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的审查文本为：2019年09月17日提交的权利要求第1-8项，申请日2016年06月17日提交的说明书第1-6页、说明书附图第1-6页、说明书摘要及摘要附图。
2、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，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近的现有技术的对比文件之间存在区别技术特征，而该区别技术特征是本领域技术人员在该对比文件公开内容的基础上结合本领域的公知常识容易获得的，则该项权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
本复审请求审查决定引用与驳回决定和复审通知书中相同的对比文件，即：
对比文件1：CN105140271A，公开日为2015年12月09日。
2.1、关于权利要求1的创造性
权利要求1请求保护一种氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法。对比文件1公开了一种氧化物半导体薄膜晶体管的制作方法(参见说明书第[0038]-[0056]段，附图1-10)：提供基板10，在其上形成第一金属层；图案化第一金属层，形成栅极12；在栅极12及基板10上形成栅极绝缘层13；在栅极绝缘层13上依次形成正投影于栅极12的氧化物半导体沟道层18和氧化物导体层14（相当于远离栅极绝缘层13一侧的掺杂层），其中氧化物半导体沟道层18为含氧量高（5-20%）的IGZO，氧化物导体层14为含氧量少（0-10%）的IGZO；在氧化物导体层14及栅极绝缘层13上形成第二金属层；图案化第二金属层，形成分别与氧化物导体层14两端接触的源极15及漏极16；对位于源极15与漏极16之间的氧化物导体层14进行等离子补氧修复处理（相当于等离子还原处理），形成含氧量较高的氧化物半导体沟道层17，使其恢复半导体特性。
该权利要求请求保护的技术方案相对于对比文件1的区别技术特征在于：1）形成氧化物半导体层，并图案化氧化物半导体层形成有源层；对有源层进行等离子体掺杂处理，将远离栅极绝缘层一侧的部分有源层变为掺杂层；等离子体掺杂处理为：氩气等离子体处理、氨气等离子体处理、或四氟化碳等离子体处理；2）氧化物半导体层的厚度为30nm-200nm。基于上述区别技术特征，可以确定该权利要求实际解决的技术问题是：1）提供一种降低有源层接触电阻的替代手段；2）有源层厚度选择。
对于区别技术特征1），对比文件1公开了：在栅极绝缘层13上依次形成正投影于栅极12的氧化物半导体沟道层18和氧化物导体层14（相当于远离栅极绝缘层13一侧的掺杂层），其中氧化物半导体沟道层18为含氧量高（5-20%）的IGZO，氧化物导体层14为含氧量少（0-10%）的IGZO（说明书第[0043]、[0053]段，附图9-10）。由此可见，对比文件1在含氧量高的IGZO的氧化物半导体沟道层18上沉积含氧量少的IGZO导体层14，其目的在于在有源层上部获得含氧量少的氧化物导体层，从而降低有源层上部的电阻。对比文件1中的低电阻IGZO导体层14经由沉积工艺获得，而本申请远离栅极绝缘层一侧的部分有源层是经由等离子体处理将氧化物半导体层有源层上部改性为低电阻氧化物，尽管二者获得低电阻氧化物的手段不同，但目的相同，而本领域技术人员具备本领域的普通技术知识，经由等离子体处理改性氧化物半导体层来获得低电阻氧化物，属于本领域的公知手段，在本领域广泛应用，并且，氩气、氨气、或四氟化碳等离子体处理是本领域常规等离子处理手段，本领域技术人员根据实际工艺需求，采用诸如氩气、氨气、或四氟化碳的等离子体处理代替对比文件1的沉积方式获得低电阻氧化物，属于常规技术选择，其技术效果是本领域技术人员可以合理预期的。形成氧化物半导体层并图案化，以形成正投影与栅极的氧化物半导体图案，属于本领域的常规手段。
对于区别技术特征2），有源层的厚度影响TFT性能，这为本领域技术人员所知晓，本领域技术人员有动机对有源层的厚度进行优化，采用本领域的常规实验手段，经由有限的试验即可获得有源层的优选厚度如30-200nm，无需付出创造性劳动。
因此，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到该权利要求请求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，该权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2、关于权利要求2-8的创造性
从属权利要求2引用权利要求1。对比文件1中公开了：氧化物半导体沟道层18为含氧量为5-20%的IGZO，氧化物导体层14为含氧量少（0-10%）的IGZO（说明书第[0043]、[0053]段）。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求3引用权利要求1。对比文件1公开了：等离子表面处理采用氩气与氧气混合体（参见说明书第[0047]段）。采用一氧化氮或一氧化氮与氧气的混合气体作为补氧修复气体，属于常规手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求4引用权利要求1，从属权利要求5引用权利要求4。对比文件1公开了：第一、第二金属层选自铜、钨、铬及其组合的其中之一（参见说明书第[0041]、[0041]段）。栅极、源漏极金属层形成为单层或多层，都属于本领域的常规方式，钼、铝、钛中一种或多种的组合都是本领域惯用的栅极、源漏极金属层材料。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求4-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求6引用权利要求1，其附加技术特征对图案化形成源、漏极的具体工艺作了进一步限定，然而，其所限定的工艺属于本领域形成源、漏极的常规光刻工艺。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求7-8引用权利要求1。化学气相沉积、溅射工艺分别是形成栅极绝缘膜、金属层的常规沉积工艺。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，从属权利要求7-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的相关意见
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见，合议组认为：
1）对比文件1的氧化物导体层14的作用与本申请掺杂层的作用相同，都是含氧量少的低电阻氧化物，用于降低源、漏接触电阻，区别仅在于二者形成手段不同，对比文件1经由沉积工艺直接获得，而本申请是经由等离子体处理改性氧化物半导体有源层获得，本领域技术人员具备本领域的普通技术知识，经由等离子体处理改性氧化物半导体层来获得低电阻氧化物，属于本领域的公知手段，在本领域广泛应用，并且，氩气、氨气、或四氟化碳等离子体处理是本领域常规等离子处理手段，本领域技术人员根据实际工艺需求，采用诸如氩气、氨气、或四氟化碳的等离子体处理代替对比文件1的沉积方式获得低电阻氧化物，属于常规技术选择。2）本申请经由一次沉积工艺形成氧化物半导体层并图案化形成有源层，但还需要对有源层上部进行等离子体改性，对比文件1经由两次沉积工艺依次形成正投影于栅极的含氧量高的IGZO氧化物半导体沟道层18和含氧量小的IGZO氧化物导体层14，二者实质上都至少需要经历两个步骤，本申请相对于对比文件1并未降低制程复杂程度。
综上所述，权利要求1-8相对于现有证据不具备创造性，复审请求人的意见陈述不具有说服力，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年03月01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复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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