发明创造名称：背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板及其制作方法
外观设计名称：
决定号：201499
决定日：2020-01-16
委内编号：1F292534
优先权日：
申请（专利）号：201711010218.5
申请日：2017-10-25
复审请求人：深圳市华星光电半导体显示技术有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：徐国祥
合议组组长：梁素平
参审员：焦永涵
国际分类号：H01L27/12，H01L27/32，H01L51/56
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，如果该区别技术特征没有被其他对比文件公开，也不属于本领域中的公知常识，且该区别技术特征的存在使得权利要求请求保护的技术方案取得了有益的技术效果，则该权利要求具备专利法第22条第3款规定的创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201711010218.5，名称为“背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板及其制作方法”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半导体显示技术有限公司。申请日为2017年10月25日，公开日为2018年03月16日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年06月05日发出驳回决定，以权利要求1、5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2017年10月25日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-9页、说明书附图第1-4页、2019年05月21日提交的权利要求第1-8项。驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上沉积金属材料并刻蚀形成栅极(20)，在所述衬底基板(10)上形成覆盖栅极(20)的栅极绝缘层(30)；
在所述栅极绝缘层(30)上沉积第一氧化物半导体层(401)，在所述第一氧化物半导体层(401)上沉积第二氧化物半导体层(402)，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于所述第一氧化物半导体层(401)的密度；
对所述第一氧化物半导体层(401)与第二氧化物半导体层(402)进行图形化处理，得到有源层(40)；
在所述有源层(40)与栅极绝缘层(30)上沉积金属材料并刻蚀形成漏极(51)与源极(52)，所述漏极(51)与源极(52)分别与有源层(40)的两侧相接触；
在所述栅极绝缘层(30)上形成覆盖漏极(51)、源极(52)、及有源层(40)的钝化层(60)；在所述钝化层(60)上形成对应于漏极(51)上方的通孔(61)；
所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3。
2. 如权利要求1所述的背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法，其特征在于，所述第一氧化物半导体层(401)与第二氧化物半导体层(402)的材料分别包括铟镓锌氧化物与铟锌锡氧化物中的一种或多种；所述第一氧化物半导体层(401)与第二氧化物半导体层(402)的材料相同或不同。
3. 如权利要求1所述的背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法，其特征在于，所述第一氧化物半导体层(401)的厚度大于所述第二氧化物半导体层(402)的厚度。
4. 如权利要求1所述的背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法，其特征在于，所述栅极(20)的材料包括钼、铝、铜中的一种或多种；所述栅极绝缘层(30)为氮化硅层、氧化硅层、或者氮化硅层与氧化硅层的叠层复合膜；所述钝化层(60)为氮化硅层或氧化硅层；所述漏极(51)与源极(52)的材料包括钼、铝、铜中的一种或多种。
5. 一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板，其特征在于，包括：衬底基板(10)、设于所述衬底基板(10)上的栅极(20)、设于所述衬底基板(10)上且覆盖栅极(20)的栅极绝缘层(30)、设于所述栅极绝缘层(30)上且对应于栅极(20)上方的有源层(40)、设于所述有源层(40)与栅极绝缘层(30)上且分别与所述有源层(40)两侧相接触的漏极(51)与源极(52)、设于所述栅极绝缘层(30)上且覆盖所述漏极(51)、源极(52)、及有源层(40)的钝化层(60)、及设于所述钝化层(60)上对应于漏极(51)上方的通孔(61)；
所述有源层(40)包括设于所述栅极绝缘层(30)上的第一氧化物半导体层(401)、及设于所述第一氧化物半导体层(401)上的第二氧化物半导体层(402)，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于所述第一氧化物半导体层(401)的密度；
所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3。
6. 如权利要求5所述的背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板，其特征在于，所述第一氧化物半导体层(401)与第二氧化物半导体层(402)的材料分别包括铟镓锌氧化物与铟锌锡氧化物中的一种或多种；所述第一氧化物半导体层(401)与第二氧化物半导体层(402)的材料相同或不同。
7. 如权利要求5所述的背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板，其特征在于，所述第一氧化物半导体层(401)的厚度大于所述第二氧化物半导体层(402)的厚度。
8. 如权利要求5所述的背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板，其特征在于，所述栅极(20)的材料包括钼、铝、铜中的一种或多种；所述栅极绝缘层(30)为氮化硅层、氧化硅层、或者氮化硅层与氧化硅层的叠层复合膜；所述钝化层(60)为氮化硅层或氧化硅层；所述漏极(51)与源极(52)的材料包括钼、铝、铜中的一种或多种。”
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：CN104022044A，公开日为2014年09月03日。
驳回决定的具体理由是：权利要求1、5与对比文件1的区别技术特征在于：第二氧化物半导体层的密度大于第一氧化物半导体层的密度；所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3。上述区别技术特征属于本领域的公知常识，权利要求1、5不具备创造性。实质审查部门在其他说明部分中指出：权利要求2、4、6、8的附加技术特征部分被对比文件1公开、部分属于本领域公知常识；权利要求3、7的附加技术特征被对比文件1所公开，因此权利要求2-4、6-8也不具备创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年07月19日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书。具体修改内容如下：在权利要求1、5中增加技术特征“所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力”。
新提交的权利要求1、5内容如下：
“1. 一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上沉积金属材料并刻蚀形成栅极(20)，在所述衬底基板(10)上形成覆盖栅极(20)的栅极绝缘层(30)；
在所述栅极绝缘层(30)上沉积第一氧化物半导体层(401)，在所述第一氧化物半导体层(401)上沉积第二氧化物半导体层(402)，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于所述第一氧化物半导体层(401)的密度；
对所述第一氧化物半导体层(401)与第二氧化物半导体层(402)进行图形化处理，得到有源层(40)；
在所述有源层(40)与栅极绝缘层(30)上沉积金属材料并刻蚀形成漏极(51)与源极(52)，所述漏极(51)与源极(52)分别与有源层(40)的两侧相接触；
在所述栅极绝缘层(30)上形成覆盖漏极(51)、源极(52)、及有源层(40)的钝化层(60)；在所述钝化层(60)上形成对应于漏极(51)上方的通孔(61)；
所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3；
所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力。”
“5. 一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板，其特征在于，包括：衬底基板(10)、设于所述衬底基板(10)上的栅极(20)、设于所述衬底基板(10)上且覆盖栅极(20)的栅极绝缘层(30)、设于所述栅极绝缘层(30)上且对应于栅极(20)上方的有源层(40)、设于所述有源层(40)与栅极绝缘层(30)上且分别与所述有源层(40)两侧相接触的漏极(51)与源极(52)、设于所述栅极绝缘层(30)上且覆盖所述漏极(51)、源极(52)、及有源层(40)的钝化层(60)、及设于所述钝化层(60)上对应于漏极(51)上方的通孔(61)；
所述有源层(40)包括设于所述栅极绝缘层(30)上的第一氧化物半导体层(401)、及设于所述第一氧化物半导体层(401)上的第二氧化物半导体层(402)，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于所述第一氧化物半导体层(401)的密度；
所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3；
所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力。”
复审请求人认为：对比文件1与本申请不论是技术方案还是达到的技术效果均存在明显的区别，两者是完全不同的。新权利要求1、5第二氧化物半导体层的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层的抗蚀刻能力，能够减少在漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤，同时节省了刻蚀阻挡层光罩，制作成本低。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年08月08日依法受理了该复审请求，并将其转送至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。
经过充分的阅卷并合议，本案合议组认为事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在2019年07月19日提交复审请求时提交了权利要求书的全文修改替换页，经审查，2019年07月19日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：申请日2017年10月25日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-9页、说明书附图第1-4页、2019年07月19日提交的权利要求第1-8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，该实用新型具有实质性特点和进步。
权利要求请求保护的技术方案相对于作为最接近现有技术的对比文件存在区别技术特征，如果该区别技术特征没有被其他对比文件公开，也不属于本领域中的公知常识，且该区别技术特征的存在使得权利要求请求保护的技术方案取得了有益的技术效果，则该权利要求具备专利法第22条第3款规定的创造性。
本复审请求审查决定在评价创造性时所引用的对比文件与驳回决定中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN104022044A，公开日为2014年09月03日。
2.1权利要求1请求保护一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法。对比文件1（CN 104022044A）公开了一种氧化物薄膜晶体管阵列基板的制造方法，并具体公开了以下技术特征（参见对比文件1的说明书第[0009]-[0069]段，附图1-4）：提供基板1，其上形成栅极层薄膜并图案化形成栅极2，在基板1上涂覆覆盖栅极2的栅绝缘层3，其上通过不同工艺参数沉积的厚度为50-80nm的第一非晶氧化物半导体薄膜（即第一氧化物半导体层）和厚度为10-20nm的第二非晶氧化物半导体薄膜（即第二氧化物半导体层），对上述薄膜进行构图形成沟道层4（相当于有源层），在沟道层4和栅绝缘层3上沉积金属后进行蚀刻形成源极6a’和漏极6b’，二者分别与沟道层4的两侧相接触，在栅绝缘层3上形成覆盖源极6a’、漏极6b’和沟道层4的钝化层7，其上形成对应漏极6b’上方的通孔；其中第一和第二非晶氧化物半导体薄膜都是IGZO薄膜，材料相同；栅极2可采用铝、铜或钼等金属；栅绝缘层3可采用氮化硅、氧化硅、或者二者的叠层膜；钝化层7可采用氧化硅或氮化硅材料；
该权利要求所请求保护的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：第二氧化物半导体层的密度大于第一氧化物半导体层的密度；所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力。权利要求1实际要解决的技术问题在于减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤、有效降低有源层的薄膜缺陷数目的同时节省刻蚀阻挡层光罩、降低制作成本。
虽然对比文件1已经公开了第一非晶氧化物半导体薄膜（即第一氧化物半导体层）和第二非晶氧化物半导体薄膜（即第二氧化物半导体层）是采用不同工艺参数沉积的，但其目的在于实现从沟道到源极、漏极逐渐过渡，即从半导体向导体逐渐过渡，晶体内部融合性较好，载流子受阻碍的可能性相对较小，可改善缺陷对沟道层载流子的捕获而造成的磁滞滞后现象。此外，在对比文件1中，如附图3所示，氧化物TFT具有设置于沟道层4上的阻挡层5，该阻挡层的作用就是为了保护有源层不受影响、保证TFT的半导体特性。因此，对比文件1设置两层半导体薄膜的目的与本申请完全不同，基于对比文件1公开的内容，本领域技术人员得到的技术启示只是通过设置两层半导体层改善缺陷对沟道层载流子的捕获而造成的磁滞滞后现象、以及通过设置阻挡层5实现对有源层的保护，在对比文件1的有源层已经得到充分保护和为了减少磁滞滞后现象的基础上，没有动机使第二氧化物半导体层的密度大于第一氧化物半导体层的密度；所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力，以在减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤、从而有效降低有源层的薄膜缺陷数目的同时节省刻蚀阻挡层光罩、降低制作成本。
因此，对比文件1并未给出与上述区别技术特征相关的启示；而且该区别技术特征也不属于本领域中的公知常识。
此外，上述区别技术特征的存在，使权利要求1能够具有以下有益的技术效果：能够减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤，从而有效降低有源层的薄膜缺陷数目，同时节省了刻蚀阻挡层光罩，制作成本低。
因此，权利要求1的技术方案相对于对比文件1和本领域公知常识的结合对于本领域技术人员而言是非显而易见的，权利要求1具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
2.2权利要求5请求保护一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板。对比文件1（CN 104022044A）公开了一种氧化物薄膜晶体管阵列基板，并具体公开了以下技术特征（参见对比文件1的说明书第[0009]-[0069]段，附图1-4）：基板1上形成栅极层薄膜并图案化形成栅极2，在基板1上涂覆覆盖栅极2的栅绝缘层3，其上通过不同工艺参数沉积的厚度为50-80nm的第一非晶氧化物半导体薄膜（即第一氧化物半导体层）和厚度为10-20nm的第二非晶氧化物半导体薄膜（即第二氧化物半导体层），对上述薄膜进行构图形成沟道层4（相当于有源层），在沟道层4和栅绝缘层3上沉积金属后进行蚀刻形成源极6a’和漏极6b’，二者分别与沟道层4的两侧相接触，在栅绝缘层3上形成覆盖源极6a’、漏极6b’和沟道层4的钝化层7，其上形成对应漏极6b’上方的通孔；其中第一和第二非晶氧化物半导体薄膜都是IGZO薄膜，材料相同；栅极2可采用铝、铜或钼等金属；栅绝缘层3可采用氮化硅、氧化硅、或者二者的叠层膜；钝化层7可采用氧化硅或氮化硅材料；
该权利要求所请求保护的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：第二氧化物半导体层的密度大于第一氧化物半导体层的密度；所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力。权利要求5实际要解决的技术问题在于减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤、有效降低有源层的薄膜缺陷数目的同时节省刻蚀阻挡层光罩、降低制作成本。
虽然对比文件1已经公开了第一非晶氧化物半导体薄膜（即第一氧化物半导体层）和第二非晶氧化物半导体薄膜（即第二氧化物半导体层）是采用不同工艺参数沉积的，但其目的在于实现从沟道到源极、漏极逐渐过渡，即从半导体向导体逐渐过渡，晶体内部融合性较好，载流子受阻碍的可能性相对较小，可改善缺陷对沟道层载流子的捕获而造成的磁滞滞后现象。此外，在对比文件1中，如附图3所示，氧化物TFT具有设置于沟道层4上的阻挡层5，该阻挡层的作用就是为了保护有源层不受影响、保证TFT的半导体特性。因此，对比文件1设置两层半导体薄膜的目的与本申请完全不同，基于对比文件1公开的内容，本领域技术人员得到的技术启示只是通过设置两层半导体层改善缺陷对沟道层载流子的捕获而造成的磁滞滞后现象、以及通过设置阻挡层5实现对有源层的保护，在对比文件1的有源层已经得到充分保护和为了减少磁滞滞后现象的基础上，没有动机使第二氧化物半导体层的密度大于第一氧化物半导体层的密度；所述第一氧化物半导体层(401)的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的密度大于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层(402)的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层(401)的抗蚀刻能力，以在减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤、从而有效降低有源层的薄膜缺陷数目的同时节省刻蚀阻挡层光罩、降低制作成本。
因此，对比文件1并未给出与上述区别技术特征相关的启示；而且该区别技术特征也不属于本领域中的公知常识。
此外，上述区别技术特征的存在，使权利要求5能够具有以下有益的技术效果：能够减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤，从而有效降低有源层的薄膜缺陷数目，同时节省了刻蚀阻挡层光罩，制作成本低。
因此，权利要求5的技术方案相对于对比文件1和本领域公知常识的结合对于本领域技术人员而言是非显而易见的，权利要求5具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
2.3权利要求2-4从属于权利要求1、权利要求6-8从属于权利要求5。参照前述审查意见可知，当权利要求1、5具备创造性时，权利要求2-4、6-8也都具备创造性。
对驳回决定和前置审查相关意见的答复
在驳回决定和前置审查中的意见可归纳为以下两点：
（1）专利权的保护范围以权利要求的内容为准，目前的独立权利要求1和5仅记载了第一和第二氧化物半导体层的密度和抗蚀刻能力不同，不能体现节省阻挡层光罩的技术方案。
（2）相同材料通过不同沉积工艺而改变性能，包括二者的密度的手段已经被对比文件1公开了。本领域技术人员根据对比文件1已经公开的调整工艺参数的技术方案容易想到对氧化物半导体层密度的改变，而密度的改变必然会影响氧化物半导体层的抗蚀刻能力，属于本领域的公知常识。证据可参见《集成电路工程设计-制造应用》（美）格尔塞尔（Glaser，A.B）等著；黄善焕等译。人民邮电出版社，1985.04。ISBN号：15045，第237-247页。
对此，合议组认为：
（1）如本申请说明书中所述，本申请的发明目的在于提供一种背沟道蚀刻型氧化物半导体TFT基板的制作方法，能够减小漏极和源极的蚀刻过程中有源层的沟道区受到的损伤，从而有效降低有源层的薄膜缺陷数目，同时节省了刻蚀阻挡层光罩，制作成本低。将有源层40设置为双层结构，位于下层的第一氧化物半导体层401按照正常沉积工艺参数制备，具有正常密度，位于上层的第二氧化物半导体层402通过改变沉积工艺参数制备，具有较高密度；所述第一氧化物半导体层401的密度较低，具有较高的迁移率，所述第二氧化物半导体层402的密度较高，薄膜缺陷数目少，具有较强的抗蚀刻能力，能够减少在漏极51和源极52的蚀刻过程中有源层40的沟道区41受到的损伤，同时节省了刻蚀阻挡层光罩，制作成本低。
可见，在权利要求1、5中所限定的技术特征“所述第二氧化物半导体层（402）的密度大于所述第一氧化物半导体层（401）的密度”、“所述第一氧化物半导体层（401）的密度小于6.4g/cm3，所述第二氧化物半导体层（402）的密度大于6.4g/cm3；所述第二氧化物半导体层（402）的抗蚀刻能力强于第一氧化物半导体层（401）的抗蚀刻能力”正是体现本申请发明构思的核心技术特征。正是由于上述技术特征的存在，才能够实现本申请的发明目的。同时，正是因为上述核心技术特征，导致可以省去阻挡层，从而节省了刻蚀阻挡层光罩，制作成本低。因此权利要求1能够达到节省阻挡层光罩的技术效果。
（2）对比文件1公开的氧化物TFT具有设置于沟道层4上的阻挡层5，基于本领域技术人员的认知水平，其能够理解该阻挡层的作用就是为了保护有源层不受影响、保证TFT的半导体特性。从对比文件的角度出发，本领域技术人员没有动机在对比文件1的基础上去除阻挡层5、并进一步通过调整制备工艺参数增加沟道层外层的密度。
对于公知常识性证据而言，参照其在第102-103、237-246页所记载的内容可知，前置意见中所列举的氧化物用于掩模，且通过改变工艺参数对氧化物进行“加密”以改善其抗蚀刻能力虽然是公知常识，但该氧化物层为栅电极下的氧化层（参见该书籍第103页的附图3.13），其并非是沟道层构成部分。也就是说，该公知常识证据与本申请权利要求限定的方案针对的是不同的半导体部件，该证据的存在并不能证明相关区别技术特征属于本领域中的公知常识。
因此，驳回决定和前置审查中的相关意见不具有说服力。
基于上述事实和理由，合议组依法作出如下审查决定。至于本申请中是否存在其他不符合专利法以及专利法实施细则的规定的缺陷，留待后续程序继续审查。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年06月05日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局实质审查部门在本复审请求审查决定所针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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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