CN103000509A - 制造显示设备的方法和蚀刻溶液组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制造显示设备的方法和蚀刻溶液组合物，所述蚀刻溶液组合物用于上述方法。所述用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物用于同时蚀刻含有所述铜金属层的数据金属层和含有所述金属氧化物层的氧化物半导体层，所述蚀刻溶液组合物依次进行所述数据金属层和所述氧化物半导体层的图案形成，以便形成半导体图案和包括数据线路、源电极和漏电极的源图案。因此，本发明的组合物有效地适用于所述制造显示设备的方法，确保改善薄膜晶体管和显示设备的制造过程中的生产率和可靠性。
Description
相关申请
本申请要求2011年9月9日向韩国知识产权局递交的第10-2011-0091917号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全文公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种使用用于同时蚀刻基于铜的金属层（“铜金属层”）和由金属氧化物层组成的氧化物半导体层的蚀刻溶液组合物制造显示设备的方法，以及用于该方法的用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物。
背景技术
驱动任一半导体器件和平板显示器件的代表性的电子电路为薄膜晶体管（TFT）。制造TFT的常规过程通常通过以下提供：在基板上形成金属薄膜作为用于栅极和数据的布线材料，在金属薄膜的选定区域上布置光致抗蚀剂，以及用该光致抗蚀剂作为掩膜蚀刻该金属薄膜。
尽管具有期望图案的单一的掩膜通常用来蚀刻一个金属层，然而近来通常仅使用一层掩膜蚀刻至少两个金属层或更多个金属层以便使价格相对较高的掩膜的使用最小化同时简化工艺。然而，即使使用单一的掩膜，如果该掩膜被应用到待蚀刻的具有不同性质的金属层，这些层经受用于金属层的不同的蚀刻模式，从而导致在减少步骤数量上有很大的困难。
用于栅极和数据的布线材料通常为仅含有铜或铜合金以及具有优异的界面粘结性的附加金属氧化物层的金属薄膜，其中铜具有良好的导电性和低电阻。就这一点而言，由于两种金属层的性质不同，因此通过单一的蚀刻过程难以充分蚀刻这些金属层。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种制造显示设备的方法，该方法在制造过程中确保增大生产率和可靠性。
本发明的另一目的是提供一种用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物，该蚀刻溶液组合物用于如上文所述的制造显示设备的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了以下内容。
（1）一种制造显示设备的方法，该方法包括：在基板上形成包括栅极线和栅极电极的栅极图案；在其上形成有栅极图案的基板上提供氧化物半导体层，其中所述半导体层包括金属氧化物层；在氧化物半导体层上提供数据金属层，其中所述数据金属层包括铜金属层；通过利用蚀刻溶液组合物同时且完全地蚀刻数据金属层和氧化物半导体层来使数据金属层和氧化物半导体层形成图案，以便形成包括半导体图案、数据线、源电极和漏电极的源图案；以及提供电连接到所述漏电极的像素电极，其中所述蚀刻溶液组合物包括：重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；重量百分比为1%至10%的无机酸；重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；重量百分比为0.1%至10%的有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物；和形成所述组合物的余量的水。
（2）根据上文（1）的组合物，所述铜金属层为：单一的铜层，该单一的铜层含有选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；铜合金层，该铜合金层含有选自铝、镁、钙、钛、银、铬、锰、铁、锆、铌、钼、钯、铪、钽和钨中的至少一种和选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；或所述单一的铜层和所述铜合金层的叠层。
（3）根据上文（2）的组合物，该铜合金层为含有铜和锰的膜。
（4）根据上文（1）的组合物，所述金属氧化物层含有选自锌、锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、铟、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩（rutherfordium）中的至少两种。
（5）根据上文（4）的组合物，所述金属氧化物层为三组分的膜，该三组分的膜含有选自锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少一种以及铟和锌。
（6）根据上文（1）的组合物，所述数据金属层包括铜合金层和在铜合金层上提供的单一的铜层。
（7）根据上文（1）的组合物，所述数据金属层包括铜合金层、布置在铜合金层上的单一铜层和布置在该单一铜层上的另一铜合金层。
（8）一种用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物，包括：重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；重量百分比为1%至10%的无机酸；重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；重量百分比为0.1%至10%的有机酸、有机酸的盐或二者的混合物；以及构成所述组合物的余量的水。
（9）根据上文（8）的组合物，所述过硫酸盐为选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。
（10）根据上文（8）的组合物，所述氟化合物为选自氟酸、氟化铵、氟化氢铵、氟硼酸铵、氟化钾、氟化氢钾、氟硼酸钾、氟化钠、氟化氢钠、氟化铝、氟硼酸、氟化锂和氟化钙中的至少一种。
（11）根据上文（8）的组合物，所述无机酸为选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种。
（12）根据上文（8）的组合物，所述环胺化合物为选自5-氨基四氮唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物中的至少一种。
（13）根据上文（8）的组合物，所述氯化合物为选自氯酸、氯化钠、氯化钾和氯化铵中的至少一种。
（14）根据上文（8）的组合物，所述有机酸为选自乙酸、亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、甲酸、葡糖酸、羟基乙酸、丙二酸、 草酸、戊酸、磺基苯酸、琥珀酸、磺基琥珀酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、羟基丁二酸、酒石酸和丙烯酸中的至少一种。
（15）根据上文（8）的组合物，所述盐为钾盐、钠盐或铵盐。
（16）根据上文（8）的组合物，所述组合物还包括重量百分比为0.05%至3%的铜盐。
（17）根据上文（16）的组合物，所述铜盐为选自硝酸铜、硫酸铜和磷酸铜铵中的至少一种。
（18）根据上文（8）的组合物，所述铜金属层为：单一的铜层，该单一的铜层含有选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；铜合金层，该铜合金层含有选自铝、镁、钙、钛、银、铬、锰、铁、锆、铌、钼、钯、铪、钽和钨中的至少一种以及选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；或所述单一的铜层和所述铜合金层的叠层。
（19）根据上文（8）的组合物，所述金属氧化物层包含选自锌、锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、铟、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少两种。
（20）根据上文（8）的组合物，所述金属氧化物层为三组分膜，该三组分膜含有选自锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少一种以及铟和锌。
根据本发明的制造显示设备的方法，具有铜金属层的数据金属层和具有金属氧化物层的氧化物半导体层可以被同时形成图案，由此简化了制造过程。此外，还可以防止氧化物半导体层被底切。因此，可改善薄膜晶体管和显示设备的生产率和薄膜晶体管和显示设备的制造过程中的可靠性。
附图说明
结合附图，从下文的具体描述中可以更清楚地理解本发明的上述的和其他的目的、特征和其他优点，其中：
图1为示出显示设备的俯视图；
图2为沿着图1中示出的线I-I’所作的剖面图；以及
图3至图5分别为说明根据本发明的一个示例的制造显示设备的方法的剖面图。
具体实施方式
本发明提供了一种制造具有铜金属层/金属氧化物层的显示设备的方法，此外还提供了一种用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物，该蚀刻溶液组合物被应用到如上文所述的制造显示设备的方法。
在下文中，将具体描述本发明。
蚀刻溶液组合物
本发明的蚀刻溶液组合物用于同时蚀刻铜金属层和金属氧化物层。
本发明的蚀刻溶液组合物可包括：过硫酸盐；氟化合物；无机酸；环胺化合物；氯化合物；有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物；和水。
更具体地，以本发明的组合物的总重计，该组合物可包括：重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；重量百分比为1%至10%的无机酸；重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；重量百分比为0.1%至10%的有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物；余量的水。
过硫酸盐为蚀刻铜金属层的主要组分。其具体示例可包括过硫酸铵（（NH4） 2S2O8）、过硫酸钠（Na2S2O8）、过硫酸钾（K2S2O8）等，这些过硫酸盐可单独使用或以两种或两种以上组合使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的过硫酸盐的量可以为重量百分比0.5%至20%。如果过硫酸盐的含量小于重量百分比5%，则铜金属层有时没有被蚀刻或可具有较低的蚀刻速率。当该含量大于重量百分比20%时，总的蚀刻非常快地进行（也就是说，蚀刻速率较高），这转而导致难以控制蚀刻过程。
该氟化合物为在蚀刻溶液组合物中潜在地被离解成氟离子或多原子氟离子的化合物，其为用以去除蚀刻期间产生的残余物、同时增加铜金属层的蚀刻速率的主要组分。氟化合物的种类不特别地受限制但可包括，例如：氟酸（HF）、氟化铵（NH4F）、氟化氢铵（NH4HF2）、氟硼酸铵（NH4BF4）、氟化钾（KF）、氟化氢钾（KHF2）、氟硼酸钾（KBF4）、氟化钠（NaF）、氟化氢钠（NaHF2）、氟化铝（AlF3）、氟硼酸（HBF4）、氟化锂（LiF）、氟化钙（CaF2）等，这些氟化合物可以单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的氟化合物的量可以为重量百分比0.01%至2%。如果氟化合物的含量小于重量百分比0.01%，则该金属氧化物层的蚀刻速率减小以导致残余物的产生。当该含量大于重量百分比2%时，金属氧化物层被过度蚀刻而导致氧化物半导体层从基板上剥离。
无机酸为用以蚀刻铜金属层和金属氧化物层的氧化助剂。其具体示例可包括硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸等，这些无机酸可以单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的无机酸的量可以为重量百分比1%至10%。如果无机酸的含量小于重量百分比1%，则铜金属层或金属氧化物层的蚀刻速率减小而造成较差的蚀刻轮廓，并且可以余留残余物。当该含量大于重量百分比10%时，发生过度蚀刻，光致抗蚀剂包括裂纹，并且该蚀刻溶液组合物渗入这些裂纹而导致线路短路。
该环胺化合物为用以在蚀刻铜金属层期间控制蚀刻速率和抑制过度蚀刻的组分，因此减少了蚀刻损失（关键尺寸（critical dimension），CD）。其具体示例可包括5-氨基四氮唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物等，这些环胺化合物可以单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的该环胺化合物的量可以为重量百分比0.5%至5%，优选地，重量百分比0.5%至3%。在这样的含量范围内， 可以提供所期望的铜蚀刻速率和锥角度并且可以控制侧面蚀刻。如果该含量小于重量百分比0.5%，则难以合适地控制铜金属层的蚀刻速率从而导致过度蚀刻。当该含量大于重量百分比5%时，铜金属层的蚀刻速率减小并且在该过程中的蚀刻时间延长，因此降低生产率。
该氯化合物为在蚀刻溶液组合物中的潜在地被离解成氯离子的化合物，其为用以蚀刻铜金属层的氧化助剂并且通过与蚀刻铜金属层所相关的过硫酸盐的竞争而为用以控制蚀刻速率和锥角度的组分，以便控制过硫酸盐对铜金属层的局部过度蚀刻。其具体示例可包括盐酸（HCl）、氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）、氯化铵（NH4Cl）等，这些氯化合物可以单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的该氯化合物的量可以为重量百分比0.001%至5%。如果该氯化合物的含量小于重量百分比0.001%，则该蚀刻溶液可导致铜金属层的局部过度蚀刻，因此导致其质量恶化。当该含量大于重量百分比5%时，待通过以所期望的含量蚀刻而处理的板材的数量减小并且蚀刻速率非常快从而引起较差的蚀刻轮廓。
有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物为这样的组分：对于待通过蚀刻处理的所期望数量的板材而言，确保蚀刻轮廓随时间恒定，以便控制铜金属层的锥角度和蚀刻速率，因此提供了所期望的侧面蚀刻。此外，上述组分可防止蚀刻的金属离子的螯合反应影响所述蚀刻溶液组合物，从而可以在恒定的含量下使待处理的板材的数量增大。有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物的具体示例可包括乙酸、亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、甲酸、葡糖酸、乙二醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯酸、琥珀酸、磺基琥珀酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、羟基丁二酸、酒石酸和丙烯酸等，这些物质可以单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。此外，有机酸的盐可包括例如上述有机酸的钾盐、钠盐和铵盐等，这些物质可单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的有机酸、该有机酸的盐或 二者的混合物的量可以为重量百分比0.1%至10%。如果有机酸的含量小于重量百分比0.1%，则对于待处理的所述数量的板材而言，难以保持蚀刻轮廓随时间恒定以及待处理的板材的数量的增大的效果不明显。当该含量大于重量百分比10%时，过度蚀刻发生，从而增大侧面蚀刻并且待处理的板材的数量的增大的进一步的效果是非预期的，因此导致经济上的劣势。
该蚀刻溶液组合物还可包括铜盐。
该铜盐可控制CD变化（偏斜（skew））。其具体示例可包括硝酸铜、硫酸铜和磷酸铜铵等，这些铜盐可单独使用或以两种或两种以上的混合物使用。
以该蚀刻溶液组合物的总重为100%计，所包括的该铜盐的量可以小于重量百分比3%，优选地，从重量百分比0.05%到3%。如果铜盐的含量大于重量百分比3％，则主氧化剂的氧化性能降低，进而减少了待处理的板材的数量。
水为溶剂并且其类型没有特别限制，然而，可包括去离子蒸馏水，更优选地，用于半导体加工的去离子蒸馏水，并且其比电阻可以为18MΩ/cm或大于18MΩ/cm。
所包括的水可以为蚀刻溶液组合物的总重100%的余量。
除上述组分之外，本发明的蚀刻溶液组合物还可包括诸如蚀刻调节剂、表面活性剂、金属离子螯合剂（或络合剂）、腐蚀抑制剂、酸碱度调节剂等添加剂中的至少一种。
具有如上文所述的技术规格的蚀刻溶液组合物特别地可用于均匀地且同时地蚀刻铜金属层和金属氧化物层。因此，可以简化蚀刻过程同时增大生产率。此外，进入氧化物半导体层的底部的渗透减小并且没有在底部上引起切口，由此防止半导体图案的剥离。
例如，本发明的“铜金属层/金属氧化物层”可包括含以铜金属层/金属氧化物层次序叠置的铜金属层/金属氧化物层的双层膜以及含以金属氧化物层/铜金属层次序叠置的金属氧化物层/铜金属层的双层膜。此外，还可包括多层金属膜，该多层金属膜包括交替叠置成三层或更多层的铜金属层与金属氧化物层，例如，包括铜金属层/金属氧化物层/铜金属层的三层膜、包括金属氧化物层/铜金属层/ 金属氧化物层的三层膜、包括铜金属层/金属氧化物层/铜金属层/金属氧化物层/铜金属层的多层膜等。在本文中，铜金属层和金属氧化物层各层的厚度不受特别限制。
此外，本发明的“铜金属层”为在膜的成分中含有铜的膜，并且具体地，可包括单一的铜层，该单一的铜层包括选自纯铜和铜氮化物或铜氧化物中的至少一种。此外，该铜金属层可以为铜合金制成的铜合金层，该铜合金包括选自纯铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种以及选自铝（Al）、镁（Mg）、钙（Ca）、钛（Ti）、银（Ag）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）、钯（Pd）、铪（Hf）、钽（Ta）和钨（W）中的至少一种。此外，该铜金属层可以为包括单一的铜层和铜合金层的叠层。在下文中，该铜金属层用Cu-X表示。
本文中所用的“金属氧化物层”为含有至少2-组分的氧化物的膜，例如，2-组分到4-组分的氧化物，其可以通过AaBbCcDdO来表示。在此处，A、B、C和D彼此不同并且分别可以为锌（Zn）、锡（Sn）、镉（Cd）、镓（Ga）、铝（Al）、铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）、镭（Ra）、铊（Tl）、钪（Sc）、铟（In）、钇（Y）、镧（La）、锕（Ac）、钛（Ti）、锆（Zr）、铪（Hf）、钽（Ta）或鈩（Rf），并且a、b、c和d分别为至少为0的数字，但须a、b、c和d中的至少两个分别为不是0的数字。优选地，该金属氧化物层可包括用（Ga）aBbC0D0O表示的、含有镓的2-组分的金属氧化物层，或者为用AaInbZncD0O表示的、含有铟和锌的3-组分的金属氧化物层。其具体示例可包括镓-锌氧化物（Ga2O3-ZnO，GZO）、镓-铟-锌氧化物（Ga2O3-In2O3-ZnO，GIZO）、铪-铟-锌氧化物（HfO2-In2O3-ZnO，HIZO）等。金属氧化物层的厚度范围从300埃到500埃。
显示设备的制造
本发明可提供一种使用上述的蚀刻溶液组合物制造显示设备的方法。
图1为示出显示设备的俯视图，以及图2为沿图1中所示的线I-I’所作的剖视图。
显示设备100可包括栅极线GL、数据线DL、薄膜晶体管SW和像素电极 170以及还有栅极绝缘层120和钝化层160。
一种制造显示设备的方法可包括：在基板上形成包括栅极线和栅极电极的栅极图案；在其上形成有栅极图案的基板上提供氧化物半导体层，其中该半导体层包括金属氧化物层；在该氧化物半导体层上提供数据金属层，其中该数据金属层包括铜金属层；通过利用本发明的蚀刻溶液组合物同时地且完全地蚀刻数据金属层和氧化物半导体层来使数据金属层和氧化物半导体层形成图案，以便形成包括半导体图案、数据线、源电极和漏电极的源图案；以及提供电连接到该漏电极的像素电极。
图3至图6分别为根据本发明的一个示例的说明制造显示设备的方法的剖视图。
首先，如图3中所示，在基板110上形成具有栅极线GL和栅极电极GE的栅极图案，并且在其上形成有栅极图案的基板110上提供栅极绝缘层120。
通过在基板110上提供栅极金属层和通过蚀刻使栅极金属层形成图案，从而可形成栅极图案。也就是说，该栅极金属层可含有铜。
随后，如图4中所示，具有金属氧化物层的氧化物半导体层130和数据金属层140可依次提供在包括栅极绝缘层120的基板110上。
氧化物半导体层130可包括金属氧化物层，该金属氧化物层包括选自锌、锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、铟、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少两种。例如，该金属氧化物可包括镓-铟-锌氧化物（Ga2O3-In2O3-ZnO，GIZO）和铪-铟-锌氧化物（HfO2-In2O3-ZnO，HIZO）等。氧化物半导体层130的厚度范围为从300埃到500埃。
蚀刻-阻挡ES可以被提供在氧化物半导体层130和数据金属层140之间使得其与栅极电极GE重叠。
通过在氧化物半导体层130上提供绝缘层、随后通过蚀刻使绝缘层形成图案，可以形成蚀刻-阻挡ES。该绝缘层可以由硅氧化物或硅氮化物制成，并且通过去除与其上形成有栅极电极GE的部分重叠的区域之外的所有部分而形成该蚀刻-阻挡ES。
数据金属层140可包括铜金属层，尤其是含有铜和锰的合金的铜合金层，并且由于该数据金属层140具有优异的界面粘结性，从而被稳定地提供在氧化物半导体层130上。数据金属层140可基本上为由铜合金层构成的单一的膜，并且包括铜合金层和形成在该铜合金层上的单一的铜层。可替选地，数据金属层140可包括铜合金层、提供在铜合金层上的单一的铜层和提供在该单一的铜层上的另一铜合金层。数据金属层140的厚度的范围在从2,000埃到4,000埃。
接下来，如图5中所示，在数据金属层140上形成光致抗蚀剂图案152。可在源区10、漏区20和源线路区30上形成光致抗蚀剂图案152，而数据金属层140暴露于包括通道区40的其他区。
使用作为蚀刻防护膜的光致抗蚀剂图案152和本发明的蚀刻溶液组合物，该数据金属层140和氧化物半导体层130可以同时并且完全被蚀刻。
通过数据金属层140和氧化物半导体层130的同时且完全的蚀刻，源电极SE和漏电极DE分别被提供在源区10和漏区20上。此外，源线路区30配置有数据线DL。在如上文所述的形成的源图案的情况下，形成了半导体图案132。在通道区40中的数据金属层140通过光致抗蚀剂图案152而被曝露，并且通过蚀刻溶液组合物被去除。与此同时，在通道区40中的半导体图案132由于蚀刻-阻挡ES仍可保留而不是被去除。
通过使用剥离组合物去除光致抗蚀剂图案152，在基板110上提供包括栅极电极GE、半导体图案132、蚀刻-阻挡ES、源电极SE和漏电极DE的薄膜晶体管SW。
此后，在如上文所述制造的基板110上提供钝化层160，随后使钝化层160形成图案以形成接触孔，通过该接触孔，漏电极DE的一端被暴露。随后，在其上形成有接触孔的基板110上提供透明的电极层，随后使透明电极层形成图案以形成像素电极170，该像素电极170通过接触孔电连接到漏电极DE。
根据上述方法，可以制造在图1中所示的显示设备100。具体地，使用本发明的蚀刻溶液组合物，可以同时并且完全蚀刻具有铜金属层的数据金属层140和由金属氧化物层构成的氧化物半导体层130，从而简化蚀刻过程和提高生产 率。
在下文中，将结合示例和比较例描述优选的实施方式，以更具体地理解本发明。然而，本领域的技术人员可以理解，所提供的这样的实施方式用于示例的目的，并且不限制如在具体的说明书和所附的权利要求书中所公开的要保护的主题。因此，对于本领域的技术人员来讲显而易见的是，实施方式的各种改动和变型可以在本发明的范围和精神内并且恰当地被包括在如所附的权利要求书限定的范围内。
示例
示例1
以混合物总重为100%计，将重量百分比为10%的过硫酸钠（SPS）、重量百分比为1%的氟化氢铵（ABF）、重量百分比为4%的硝酸（HNO3）、重量百分比为1.5%的5-氨基四氮唑（ATZ）、重量百分比为1%的氯化钠（NaCl）、重量百分比为3%的乙酸和余量的水混合到一起以制备180kg的蚀刻溶液组合物。
比较例1至比较例4
除了使用下表1中列出的各个成分和其含量之外，重复示例1中描述的相同的过程。在本文中，含量以重量百分比表示。
表1
实验例
（蚀刻性质的评估）
通过金刚石刀将基板切割成具有550mm×650mm尺寸的样件，该基板是通过以下制造的：提供按顺序包括含有铪-铟-锌氧化物（HfO2-In2O3-ZnO，HIZO）的氧化物半导体层以及含有铜和锰的铜合金层，然后在该铜合金层上形成所期望的形式的光致抗蚀剂图案。
将所制备的蚀刻溶液组合物置于以注射蚀刻模式的测试仪器（蚀刻器（TFT），SEMES公司）中并且加热至预设温度30℃。随后，在温度达到30℃±0.1℃之后，执行蚀刻过程。在根据EPD（终点检测器）时间的总蚀刻时间期间，进行200%的过度蚀刻。将各样件放入测试仪器中，随后开始注射。在完成蚀刻之后，将所处理的样件从该仪器中移走，用去离子水洗涤，使用热吹风机干燥，并且使用光致抗蚀剂剥离剂从干燥的样件中去除光致抗蚀剂。在洗涤和干燥之后，通过扫描电子显微镜（SEM）（S-4700，日立公司）对样件进行蚀刻性质的评估，这些蚀刻性质包括侧面蚀刻缺失（关键尺寸，CD）、锥角度、金属膜损坏等。
<评估标准>
◎-极好（CD偏斜≤1μm，锥角度：40°到60°）.
○-优异（1μm<CD偏斜≤1.5μm，锥角度：30°到60°）。
△-良好（1.5μm<CD偏斜≤2μm，锥角度：30°到60°）。
×-缺陷（金属膜的缺失或产生残余物）。
表2
| 示例号 | 蚀刻性质 |
| 示例1 | ◎ |
| 比较例1 | △ |
| 比较例2 | × |
| 比较例3 | × |
| 比较例4 | × |
如表2中所示，证实了：与根据比较例1至比较例4的蚀刻溶液组合物相比，当铜金属层和金属氧化物层被完全蚀刻时，根据本发明的示例1中制备的蚀刻溶液组合物可以获得极好的蚀刻性质，该根据本发明的示例1中制备的蚀刻溶液组合物包括：过硫酸盐；氟化合物；无机酸；环胺化合物；氯化合物；有机酸，该有机酸的盐或二者的混合物；和以其最佳含量的余量的水。
*附图中附图标记的说明
100：显示设备， GL：栅极线
DL：数据线， SW：薄膜晶体管
GE：栅极电极， SE：源电极
DE：漏电极， ES：蚀刻-阻挡
110：基板， 120：栅极绝缘层
130：氧化物半导体层， 132：半导体图案
140：数据金属层， 152：光致抗蚀剂图案
160：钝化层， 170：像素电极。
Claims (20)
1.一种制造显示设备的方法，所述方法包括以下步骤：
在基板上形成包括栅极线和栅极电极的栅极图案；
在其上形成有所述栅极图案的所述基板上提供氧化物半导体层，其中所述氧化物半导体层包括金属氧化物层；
在所述氧化物半导体层上提供数据金属层，其中所述数据金属层包括铜金属层；
通过利用蚀刻溶液组合物同时且完全地蚀刻所述数据金属层和所述氧化物半导体层来使所述数据金属层和所述氧化物半导体层形成图案，以便形成包括半导体图案、数据线、源电极和漏电极的源图案；以及
提供电连接到所述漏电极的像素电极，
其中，所述蚀刻溶液组合物包括：重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；重量百分比为1%至10%的无机酸；重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；重量百分比为0.1%至10%的有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物；和形成所述组合物的余量的水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铜金属层为：单一的铜层，所述单一的铜层含有选自铜、铜氮化物和铜氧化物的至少一种；铜合金层，所述铜合金层含有选自铝、镁、钙、钛、银、铬、锰、铁、锆、铌、钼、钯、铪、钽和钨中的至少一种和选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；或所述单一的铜层和所述铜合金层的叠层。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述铜合金层为含有铜和锰的膜。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属氧化物层含有选自锌、锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、铟、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少两种。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述金属氧化物层为三组分的膜，所述三组分的膜含有选自锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少一种以及与铟和锌。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据金属层包括铜合金层和在所述铜合金层上提供的单一的铜层。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据金属层包括铜合金层、在所述铜合金层上提供的单一的铜层和在所述单一的铜层上提供的另一铜合金层。
8.一种用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物，所述蚀刻溶液组合物包括：
重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；
重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；
重量百分比为1%至10%的无机酸；
重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；
重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；
重量百分比为0.1%至10%的有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物；以及
构成所述组合物的余量的水。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述过硫酸盐为选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述氟化合物为选自氟酸、氟化铵、氟化氢铵、氟硼酸铵、氟化钾、氟化氢钾、氟硼酸钾、氟化钠、氟化氢钠、氟化铝、氟硼酸、氟化锂和氟化钙中的至少一种。
11.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述无机酸为选自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一种。
12.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述环胺化合物为选自5-氨基四氮唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物中的至少一种。
13.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述氯化合物为选自氯酸、氯化钠、氯化钾和氯化铵中的至少一种。
14.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述有机酸为选自乙酸、亚氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、柠檬酸、异柠檬酸、甲酸、葡糖酸、羟基乙酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯酸、琥珀酸、磺基琥珀酸、水杨酸、磺基水杨酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、羟基丁二酸、酒石酸和丙烯酸中的至少一种。
15.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述盐为钾盐、钠盐或铵盐。
16.根据权利要求8所述的组合物，所述组合物还包括重量百分比为0.05%至3%的铜盐。
17.根据权利要求16所述的组合物，其中，所述铜盐为选自硝酸铜、硫酸铜和磷酸铜铵中的至少一种。
18.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述铜金属层为：单一的铜层，所述单一的铜层含有选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；铜合金层，所述铜合金层含有选自铝、镁、钙、钛、银、铬、锰、铁、锆、铌、钼、钯、铪、钽和钨中的至少一种以及选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；或所述单一的铜层和所述铜合金层的叠层。
19.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述金属氧化物层包括选自锌、锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、铟、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少两种。
20.根据权利要求8所述的组合物，其中，所述金属氧化物层为三组分膜，所述三组分膜包括选自锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少一种以及铟和锌。
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