蚀刻剂组合物和制造薄膜晶体管阵列基板的方法_2

文档序号:9612126阅读:来源:国知局
。若所述馨合剂低于0.1重量%,由于非活化的金属离子的量很少, 对过氧化氨分解反应的控制能力会变差。反之,当馨合剂超过5重量%时,难W获得有效的 非活化金属离子。换言之,难W高效地非活化所述金属。
[0032] 所述馨合剂可W是包含氨基和簇基的化合物。例如,所述馨合剂可W为亚氨基二 乙酸、次氨基Ξ乙酸、乙二胺四乙酸、二亚乙基Ξ胺五乙酸、氨基Ξ(亚甲基麟酸)、1-径基 乙烧(1,1-二基二(麟酸))、亚乙基二胺四(亚甲基麟酸)、二亚乙基Ξ胺五(亚甲基麟 酸)、肌氨酸、丙氨酸、谷氨酸、氨基下酸和甘氨酸等中的一种。
[0033] 蚀刻添加剂能够调节铜和钢合金的蚀刻速度。优选地,基于蚀刻剂组合物的总重 量,所述蚀刻添加剂在所述蚀刻剂组合物中的含量为0.1重量%~5重量%。
[0034] 若所述蚀刻添加剂低于0. 1重量%,铜和钢合金的蚀刻速度会变得很慢。反之,当 蚀刻添加剂超过5重量%时,铜和钢合金的蚀刻速度变得较快。在此情况中,难W控制蚀刻 过程。
[0035] 所述蚀刻添加剂可W是包含有机酸、无机酸、氮和硫的化合物,也可W是包含有机 酸盐、无机酸盐、氮和硫的另一种化合物。所述有机酸可w是水溶性有机酸中的一种。所述 水溶性有机酸包括乙酸、甲酸、下酸、巧樣酸、乙醇酸、草酸、丙二酸、戊酸、丙酸、酒石酸、葡 萄糖酸、葡聚糖、班巧酸等。所述蚀刻添加剂可包含上述水溶性有机酸中的至少一种。所述 无机酸可W是硝酸、硫酸、憐酸、盐酸、次氯酸、高儘酸及其混合物中的一种。
[0036] 氧化物半导体保护剂可防止在铜和钢合金的蚀刻过程中暴露的氧化物半导体被 蚀刻。所述氧化物半导体可W是IGZ0 (铜嫁锋氧化物)、IZ0 (铜锋氧化物)、IG0 (铜嫁氧化 物)、In2〇3及其组合中的一种。
[0037] 优选地,基于蚀刻剂组合物的总重量,所述氧化物半导体保护剂在所述蚀刻剂组 合物中的含量为0.1重量%~3重量%。若所述氧化物半导体保护剂的含量低于0.1%,氧 化物半导体可被蚀刻组合物蚀刻。反之,当所述氧化半导体保护剂的含量超过3重量%时, 铜和钢合金的蚀刻速度可变慢。此种氧化物半导体保护剂可W是包含胺基的化合物。具体 地,所述氧化物半导体保护剂可W是包含醇和簇酸等中的一种和胺基的化合物。例如,所述 氧化物半导体保护剂可W为单乙醇胺和六亚甲基四胺中的一种。
[0038] pH调节剂可控制所述蚀刻剂组合物保持在3. 5~6的pH范围。若蚀刻剂组合物 的抑值低于3. 5,氧化物半导体可被蚀刻。反之,当蚀刻剂组合物的抑值超过6. 0时,铜和 钢合金不能被适当地蚀刻。为此,基于蚀刻剂组合物的总重量,所述蚀刻剂组合物优选含有 0.1重量%~3.0重量%的抑调节剂。
[0039] 若所述抑调节剂的含量低于0. 1重量%,蚀刻剂组合物中所含的过氧化氨的蚀刻 作用可能活化不足。反之,所述抑调节剂的含量超过3. 0重量%,所述蚀刻剂组合物的pH 值快速增加并且使过氧化氨的活化降低。由此,铜和钢合金的蚀刻速度和蚀刻均匀性可能 会变差。此种抑调节剂可W是无机碱。例如,所述抑调节剂可包含碳酸钢、氨氧化钢、氨 氧化钟和氨中的至少一种。
[0040] 对所述蚀刻组合物中所含的水没有规定,但所述蚀刻剂组合物优选使用去离子 水。优选地,所述蚀刻剂组合物包含电阻率至少为18MQ/cm的去离子水。其中,电阻率是 指从水中去除离子的程度。当所述蚀刻剂组合物包含去离子水时,可减少蚀刻过程中产生 的杂质的量。
[0041] 优选地,当所述蚀刻剂具有100重量%的总重量时,本公开的蚀刻剂组合物可包 含约5重量%~40重量%的过氧化氨、约0.1重量%~0. 5重量%的蚀刻抑制剂、约0.1 重量%~5.0重量%的蚀刻添加剂、约0.1重量%~3.0重量%的氧化物半导体保护剂、约 0.1重量%~3.0重量%的抑调节剂和对应于剩余重量%的水。另外,除了上述组分,所述 蚀刻剂组合物还可包含普通添加剂。例如,所述蚀刻剂组合物还可包含表面活性剂。作为 表面活性剂的实例,可使用本领域普通技术人员熟知的任意一种表面活性剂。此种添加剂 可增强蚀刻剂组合物的蚀刻性能。
[0042] 本公开的运种蚀刻剂组合物蚀刻作为LCD和0L邸设备等的电极使用的铜和钢合 金膜,并且使对铜和钢合金膜下面的膜的蚀刻最小化。由此,可防止元件的故障。铜和钢合 金膜下面的膜可W是氧化物半导体层。
[0043] 随后,现将详细描述使用本公开的蚀刻剂组合物的显示设备制造方法。图1是图 示出本公开的显示设备制造方法的截面图。参照图1,制备基板100。在所述基板100上形 成薄膜晶体管。所述薄膜晶体管包括栅极101、栅绝缘膜102、半导体层103、源极104和漏 极 105。
[0044] 具体地,栅极101形成在所述基板100上。为了形成栅极101,在基板100上形成 金属材料层。所述金属材料层可由多种材料中的一种形成。例如,所述金属材料层可由铜 (化)、银(Ag)、侣(A1)、铭(化)、铁(Ti)、粗(Ta)及其合金中的一种形成。
[0045] 此后,在所述金属材料层上形成光刻胶层。通过使用包含透射部和拦截部的掩模 执行曝光和显影工序来形成光刻胶图案。另外,使用光刻胶图案作为掩模来蚀刻金属材料 层,从而形成栅极101。
[0046] 栅绝缘摸102形成在设置有栅极101的基板100的整个表面上。栅绝缘摸102用 于保护栅极101。
[0047] 半导体层103形成在栅绝缘膜102上。半导体层103可W由氧化物半导体形成。 例如,半导体层103可由IGZ0(铜嫁锋氧化物)、IZ0(铜锋氧化物)、IG0(铜嫁氧化物)、 In2〇3及其组合中的一种形成。
[0048] 所述氧化物半导体薄膜晶体管比非晶娃(a-Si)薄膜晶体管具有更高的迁移率。 另外,相比于多晶娃(poly-Si)薄膜晶体管,所述氧化物半导体薄膜晶体管简化了制造工 序并降低了制造成本。虽然没有在附图中示出,可W在所述氧化物半导体层上形成非导电 性保护层,W维持氧化物半导体层的电性质。所述非导电性保护层可W成为蚀刻终止物。
[0049] 源极104和漏极105形成在半导体层103上。为此,将电极材料层(或源极/漏 极材料层)形成在设置有半导体层103的基板100上。电极材料层可由金属材料形成。或 者,电极材料层可双层结构形成。具体地,第一电极材料层可形成在半导体层103上, 并且第二电极材料层可形成在第一电极材料层上。
[0050] 第一电极材料层可由钢合金形成。第二电极材料层可由铜(化)形成。铜具有电 阻很低的优点。钢合金防止铜的扩散并且增强铜的粘合力。
[0051] 源极104和漏极105可通过用光刻胶工序蚀刻第一电极材料层和第二电极材料层 来形成。此时,本公开的蚀刻剂组合物可用于蚀刻第一电极材料层和第二电极材料层。
[0052] 包含氣类化合物的蚀刻剂组合物用于蚀刻源极/漏极材料层。在此情况中,蚀刻 剂组合物具有约2~3的低抑值。当用包含氣类化合物的蚀刻剂组合物蚀刻包含铜层和钢 合金层的源极/漏极材料层时,氣类化合物和低抑值不仅迫使源极/漏极材料层被蚀刻, 而且迫使形成在源极/漏极材料层下面的氧化物半导体层被蚀刻。
[0053] 同时,本公开的蚀刻剂组合物不包含任何氣类化合物并具有约3. 5~6的抑值。 由此,只有包含铜层和钢合金层的源极/漏极材料层可被本公开的蚀刻剂组合物蚀刻。换 言之,本公开的蚀刻剂组合物仅能蚀刻包含铜层(即第二电极材料层)和钢合金层(即第 一电极材料层)的源极/漏极材料层,并不会蚀刻半导体层103。
[0054] 如此,本公开的蚀刻剂组合物不蚀刻由氧化物半导体形成的半导体层。由此,可W 省略用于保护半导体层103免受用来蚀刻源极/漏极材料层的蚀刻液的影响的非导电性保 护层的形成过程。因此,本公开的蚀刻剂组合物可简化显示设备制造工序。 阳化5] 当所述蚀刻剂具有100重量%的总重量时,本公开的蚀刻剂组合物包含约5重 量%~40重量%的过氧化氨、约0.1重量%~5重量%的蚀刻抑制剂、约0.1重量%~5.0重量%的蚀刻添加剂、约0.1重量%~3.0重量%的氧化物半导体保护剂、约0.1重量%~ 3. 0重量%的pH调节剂和对
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