CN103903976A - 用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物和沟道制造方法 - Google Patents

用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物和沟道制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103903976A
CN103903976A CN201310611312.1A CN201310611312A CN103903976A CN 103903976 A CN103903976 A CN 103903976A CN 201310611312 A CN201310611312 A CN 201310611312A CN 103903976 A CN103903976 A CN 103903976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
weight
acid
etching
copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310611312.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103903976B (zh
Inventor
金镇成
李石
李铉奎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Original Assignee
Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongwoo Fine Chem Co Ltd filed Critical Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Publication of CN103903976A publication Critical patent/CN103903976A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103903976B publication Critical patent/CN103903976B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
    • C23F1/14Aqueous compositions
    • C23F1/16Acidic compositions
    • C23F1/18Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604Chemical etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1025Channel region of field-effect devices
    • H01L29/1029Channel region of field-effect devices of field-effect transistors
    • H01L29/1033Channel region of field-effect devices of field-effect transistors with insulated gate, e.g. characterised by the length, the width, the geometric contour or the doping structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Weting (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于制备薄膜晶体管TFT沟道的蚀刻剂组合物和使用所述蚀刻剂组合物制造TFT沟道的方法。所述用于制备TFT沟道的蚀刻剂组合物包括15重量%至25重量%的过氧化氢、0.01重量%至5重量%的含氟化合物、0.1重量%至5重量%的唑化合物、0.5重量%至5重量%的在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物、0.1重量%至5重量%的磷酸盐化合物、0.1重量%至5重量%的有机酸、0.001重量%至5重量%的多元醇型表面活性剂、以及余量的水,以便通过仅一次的蚀刻过程,蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层。

Description

用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物和沟道制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年12月26日递交的第10-2012-0153024号韩国专利申请的优先权和权益,其公开内容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于制备薄膜晶体管的沟道的蚀刻剂组合物和一种用于制造薄膜晶体管的沟道的方法。本发明尤其涉及一种用于制备薄膜晶体管的沟道的蚀刻剂组合物,该蚀刻剂组合物能够简便、容易地形成薄膜晶体管的沟道,以及涉及一种使用该蚀刻剂组合物制造薄膜晶体管的沟道的方法。
背景技术
随着各种信息和通信技术的发展,显示设备对于现代人已成为必需品。显示设备通过将内部光发射到外部来为用户提供图像。内部光可以是由任何外部照明设备或本身发光的光源所提供的光。
显示设备的具体示例可以包括液晶显示器、有机发光二极管显示器等。这种显示设备可以包括多个像素以呈现出图像。在这方面,每个像素可以包括驱动元件,该驱动元件具有布置在该驱动元件中的薄膜晶体管。在这种情况下,薄膜晶体管可以是用于控制各个像素的驱动薄膜晶体管。此外,薄膜晶体管可以是用于切换驱动薄膜晶体管的开关薄膜晶体管。
图1为示意性地示出典型的薄膜晶体管的结构的剖面图。
如图1所示,典型的薄膜晶体管包括具有预定形状的基板10、形成在基板10上的栅极21、形成在栅极21上的栅极绝缘层15a、形成在栅极绝缘层15a上的具有半导体的活性层24、通过用高浓度的n型杂质掺杂的半导体而形成在活性层24的上部的n+掺杂层25、与n+掺杂层25的预定区域电连接的源极22和漏极23、形成在源极22和漏极23的上部的保护膜15b、和与漏极23电连接的像素电极18。
在这方面,常规的源极22和漏极23围绕沟道30面向彼此。因此,为了形成沟道30,必须执行两步蚀刻过程:在形成n+掺杂层25且随后在n+掺杂层25上形成源/漏极层之后,首先蚀刻源/漏极层以形成源极22和漏极23,然后部分地蚀刻n+掺杂层,因此导致不便。
另外,为了蚀刻源极/漏极层,通常采用干法蚀刻,如等离子蚀刻。干法蚀刻产生如下问题:如,由于半导体的后溅射和缺氧造成的活性层(和n+掺杂层)的改变,以及在设备建造和其操作方面上经济效率的降低等。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够容易且简便地蚀刻薄膜晶体管的沟道(下文中也称为“TFT沟道”)的蚀刻剂组合物。
本发明的另一个目的是提供一种能够以流水线式蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层两者的蚀刻剂组合物。
另外,本发明的另一个目的是提供一种用于制造薄膜晶体管的沟道的方法,该方法包括,通过仅一次的蚀刻过程,使用前述蚀刻剂组合物蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层,以便容易地形成TFT沟道。
为了实现上面的目的,本发明提供了下列内容。
(1)一种用于制备薄膜晶体管的沟道的蚀刻剂组合物,所述组合物包括:15重量%至25重量%的过氧化氢;0.01重量%至5重量%的含氟化合物;0.1重量%至5重量%的唑化合物;0.5重量%至5重量%的在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物;0.1重量%至5重量%的磷酸盐化合物;0.1重量%至5重量%的有机酸;0.001重量%至5重量%的多元醇型表面活性剂;以及余量的水。
(2)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述蚀刻剂组合物蚀刻所有的源极/漏极层和n+掺杂层。
(3)根据上述(2)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述源极/漏极层由含铜金属层制成。
(4)根据上述(3)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述含铜金属层为铜或铜合金的单一层、包括钼层和形成在钼层上的铜层的铜-钼层、或包括钼合金层和形成在钼合金层上的铜层的铜-钼合金层。
(5)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述含氟化合物选自HF、NaF、NH4F、NH4BF4、NH4FHF、NaFHF、KF、KHF2、CaF2、AlF3、H2SiF6和HBF4中的至少一种。
(6)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述唑化合物选自苯并三唑化合物、氨基四唑化合物、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。
(7)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物选自丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、和肌氨酸中的至少一种。
(8)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述磷酸盐化合物选自磷酸钠、磷酸钾、和磷酸铵中的至少一种。
(9)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述有机酸选自乙酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、甲基磺酸、戊酸、和草酸中的至少一种。
(10)根据上述(1)所述的蚀刻剂组合物,其中,所述多元醇型表面活性剂选自甘油、三甘醇、和聚乙二醇中的至少一种。
(11)一种用于制备薄膜晶体管的沟道的方法,所述方法包括使用根据上述(1)至(10)中任意一项所述的蚀刻剂组合物,流水线式蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层。
本发明的蚀刻剂组合物可以蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层,因此,通过仅一次的蚀刻过程,可以形成TFT沟道。
当使用本发明的蚀刻剂组合物以形成TFT沟道时,通常通过蚀刻两次而进行的沟道的形成可通过仅一次的湿法蚀刻来完成,因此,具有经济优势,且提高了薄膜晶体管的生产率。
本发明的沟道制造方法采用湿法蚀刻方式,不需要昂贵的设备,从而具有经济优势。
附图说明
结合附图,从下文的详细说明中,将更清晰地理解本发明的上述的目的、特征和优点,和其他的目的、特征和优点,其中:
图1为示出常规的薄膜晶体管的剖面图;
图2为示意性地示出在相关领域中用于制造TFT沟道的方法的剖面图;和
图3为示意性地示出根据本发明的用于制造TFT沟道的方法的剖面图。
具体实施方式
本发明公开一种用于制备TFT沟道的蚀刻剂组合物,该组合物包括15重量%(wt.%)至25wt.%的过氧化氢、0.01wt.%至5wt.%的含氟化合物、0.1wt.%至5wt.%的唑化合物、0.5wt.%至5wt.%的在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物、0.1wt.%至5wt.%的磷酸盐化合物、0.1wt.%至5wt.%的有机酸、0.001wt.%至5wt.%的多元醇型表面活性剂、以及余量的水,以便通过仅一次的蚀刻过程,蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层,且公开了一种使用该蚀刻剂组合物制造TFT沟道的方法。
下文将详细描述本发明。
以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,本发明的蚀刻剂组合物包括的过氧化氢(H2O2)的量为15wt.%至25wt.%,优选为18wt.%至23wt.%。如果过氧化氢的含量小于15wt.%,则不能满足源极/漏极层和n+掺杂层的蚀刻效率,因此不能充分地蚀刻。当过氧化氢的含量超过25wt.%时,蚀刻速率通常增加使得难以控制过程。
关于本发明的蚀刻剂组合物,含氟化合物指的是在水中离解产生氟(F)离子的化合物。含氟化合物为影响源极/漏极层和n+掺杂层的蚀刻速率的助氧化剂,且去除在蚀刻期间产生的残余物的同时可以控制蚀刻速率。
以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,本发明的蚀刻剂组合物包括的含氟化合物的量为0.01wt.%至5wt.%,优选为0.1wt.%至3wt.%。如果含氟化合物的含量小于0.01wt.%,则源极/漏极层和n+掺杂层的蚀刻速率会降低。当含氟化合物的含量超过5wt.%时,尽管提高了蚀刻效能,但蚀刻速率会通常增加使得难以控制过程。
如果含氟化合物按照惯例在本领域中使用,则在此使用的含氟化合物没有特别的限制,可以包括:例如,HF、NaF、NH4F、NH4BF4、NH4FHF、NaFHF、KF,、KHF2、CaF2、AlF3、H2SiF6、HBF4等,这些含氟化合物被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。在这些含氟化合物中,可优选使用KHF2
关于本发明的蚀刻剂组合物,唑化合物可以控制蚀刻速率,减少图案的CD(关键尺寸)损失,从而增加工艺利润。以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,本发明的蚀刻剂组合物包括的唑化合物的量可以为0.1wt.%至5wt.%,优选为0.5wt.%至2wt.%。如果唑化合物的含量小于0.1wt.%,则CD损失会增加得太多。当唑化合物的含量超过5wt.%时,源极/漏极层的蚀刻速率会降低得太多,因此使处理时间延长得太长。
如果唑化合物按照惯例在本领域中使用,则在此使用的唑化合物没有特别的限制。例如,唑化合物可以是具有1至30个碳原子的任一唑化合物。更优选地,苯并三唑化合物、氨基四唑化合物、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、吡咯啉化合物等可被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。
咪唑化合物可以包括:例如,咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-氨基2-乙基咪唑、4-甲基咪唑、4-乙基咪唑、4-丙基咪唑等,这些咪唑化合物被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。
氨基四唑化合物可以包括:例如,氨基四唑、5-氨基-1-苯基四唑、5-氨基-1(1-萘基)四唑、1-甲基-5-氨基四唑、1,5-二氨基四唑等。在这些氨基四唑化合物中,可优选使用氨基四唑。
关于本发明的蚀刻剂组合物,在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物可以防止在蚀刻剂组合物的存放期间可能发生的过氧化氢溶液的自降解,和当蚀刻大量基板时蚀刻性能的变化。通常,对于使用过氧化氢(溶液)的蚀刻剂组合物,过氧化氢溶液在存放期间自动降解,从而导致短的存放期限,还涉及容器爆炸的危险因素。然而,如果包括在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物,则过氧化氢溶液的降解速度可减小大约10倍,从而对于确保存放期限和稳定性是有利的。特别地,当将铜层用于源极/漏极层时,如果在蚀刻剂组合物中出现大量的铜离子,则钝化层可被形成且被氧化变黑,从而不被进一步蚀刻。在这方面,向蚀刻剂组合物中加入前述水溶性化合物可以防止如上文所述的这样的情况。
以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物的含量范围可以从0.5wt.%至5wt.%,优选从1wt.%至3wt.%。如果水溶性化合物的含量小于0.5wt.%,则在蚀刻多个基板(大约500片)后,会形成钝化层,因此,难以得到足够的加工裕量。当水溶性化合物的含量超过5wt.%时,钼或钼合金的蚀刻速率会降低,因此,如果铜-钼层或铜-钼合金层被用于源极/漏极层,则锥角度减小。
在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物可以包括:例如,丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、肌氨酸等,这些水溶性化合物被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。在这些水溶性化合物中,可优选使用亚氨基二乙酸。
关于本发明的蚀刻剂组合物,磷酸盐化合物为赋予蚀刻图案良好的锥形轮廓的组分。以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,磷酸盐化合物的含量范围可以从0.1wt.%至5wt.%,优选从0.5wt.%至3wt.%。如果磷酸盐化合物的含量小于0.1wt.%,则会导致差的蚀刻轮廓。当磷酸盐化合物的含量超过5wt.%时,可用于源/漏极层的钼层或钼合金层的蚀刻速率会降低。
如果磷酸盐化合物选自由一种或两种碱金属或碱土金属取代的盐,则可用在此的磷酸盐化合物没有特别的限制。例如,磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、和磷酸铵可被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。在这些磷酸盐化合物中,优选使用磷酸钠。
关于本发明的蚀刻剂组合物,有机酸可以适当地控制pH值以形成蚀刻剂的环境,其中,源极/漏极层可被容易地蚀刻。以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,有机酸化合物的含量范围可以从0.1wt.%至5wt.%,优选从0.5wt.%至2wt.%。如果有机酸化合物的含量小于0.1wt.%,则控制pH值至适合于工艺的水平的效果会不充分,因此,难以维持pH值在0.5至4.5的范围内。当有机酸化合物的含量超过5wt.%时,铜和钼或钼合金的蚀刻速率分别会增大,因此,CD损失增加得太多。
本文可用的有机酸化合物可以包括:例如,乙酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、甲基磺酸、戊酸、和草酸等,这些有机酸被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。在这些有机酸中,优选使用乙醇酸。
关于本发明的蚀刻剂组合物,多元醇型表面活性剂可以起到降低表面张力以增加蚀刻均匀性的作用。此外,在蚀刻可用作源极/漏极层的铜层后,前述表面活性剂可包围被洗脱进入蚀刻剂中的铜离子以抑制铜离子的移动性,从而抑制过氧化氢的降解。当铜离子的移动性降低时,在使用蚀刻剂时,相关的工艺可平稳进行。以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,多元醇型表面活性剂的含量范围可以从0.001wt.%至5wt.%,优选从0.1wt.%至3wt.%。如果表面活性剂的含量小于0.001wt.%,则加速过氧化氢的降解的同时降低蚀刻均匀性。当表面活性剂的含量超过5wt.%时,会增加鼓泡的发生率。
本文可用的多元醇型表面活性剂可以包括:例如,甘油、三甘醇、聚乙二醇等,这些多元醇型表面活性剂被单独使用或以其中的两种或两种以上的组合方式使用。在这些多元醇型表面活性剂中,可优选使用三甘醇。
关于本发明的蚀刻剂组合物,以蚀刻溶液组合物的总重为100wt.%计,除了前述组分的含量,水作为余量加入。在此加入的水的种类没有特别的限制,但可以为去离子蒸馏水。更优选地,使用比电阻为18MΩ/cm或大于18MΩ/cm的去离子蒸馏水,其中,比电阻表明水中的离子去除程度。
可选地,用于制备TFT沟道的本发明的蚀刻剂组合物还可以包括任何常规的添加剂,例如,螯合剂、缓蚀剂等。
由根据本发明的用于制备TFT沟道的蚀刻剂组合物蚀刻的源极/漏极层和n+掺杂层没有特别的限制,但可以包括在本领域中通常使用的任何源极/漏极层和n+掺杂层。
在此使用的源极/漏极层可以是:例如,含铜金属层。用在本发明中的含铜金属层指的是在其构成组分中含有铜的金属膜,且可以构思包括单层和多层的膜(如双层等)。更具体地,含铜金属层可以是单一的铜层或铜合金层、具有钼层和形成在钼层上的铜层的铜-钼层、或具有钼合金层和形成在钼合金层上的铜层的铜-钼合金层。铜合金或钼合金可以分别独立地为包括选自钛(Ti)、钽(Ta)、铬(Cr)、镍(Ni)、钕(Nd)、铟(In)等中的至少一种金属与铜或钼一起的合金。
通过以高浓度的n型杂质掺杂的由半导体制成的活性层24的上部而形成n+掺杂层。本文使用的半导体没有特别的限制,通常可以是非晶硅。
下文将详细地描述根据本发明的用于制造TFT沟道的方法的一个实施方式。
图2为示意性地示出在相关领域中用于制造TFT沟道的方法的示例的剖面图。按照惯例,在首先蚀刻源/漏极层22'(图2中的过程(b))后,部分地蚀刻n+掺杂层25(图2中的过程(c))。照此,由于蚀刻过程应该被进行两次,故该工艺较复杂。另外,必须进行干法蚀刻工艺(如等离子蚀刻)以蚀刻源/漏极层22',因此使蚀刻工艺更加复杂,且需要昂贵的设备。
然而,本发明的用于制造沟道的方法包括如图3所示的通过仅一次的蚀刻过程,以流水线式蚀刻源极/漏极层22'和n+掺杂层25,从而降低了蚀刻过程的次数。另外,由于采用了使用上述本发明的蚀刻剂组合物的湿法蚀刻工艺,蚀刻过程本身是非常简单的。
图3为示意性地示出根据本发明用于制造TFT沟道的方法的剖面图。参照图3,将详细描述根据本发明的用于制造薄膜晶体管阵列(下文称为“TFT阵列”)的方法的一个实施方式。
首先,在基板上形成栅极21。栅极21起到根据通过栅极线(未示出)发射的电信号来控制源极和漏极之间的电流的作用。栅极21按如下方法形成。通常,钼(Mo)层均匀地形成在基板上。然后,蚀刻钼层,形成所需形状的图案。可通过光刻法等形成所需形状的图案。不一定使用钼来形成栅极21,相反,可以使用任何具有高熔点的金属来形成栅极21,以防止在随后的工艺中由非晶硅制成的活性层24在其结晶期间被产生的热改性。
然后,在栅极21上形成栅极绝缘层。栅极绝缘层起到将活性层24和栅极21隔开的作用,使得流至活性层24的电流不会流进栅极21。
栅极绝缘层按如下方法形成。具体地,栅极绝缘层均匀地形成在基板上,该基板包括通过等离子体化学气相沉积(CVD)法等置于基板上的栅极21。栅极绝缘层可以由包括选自二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiONx)等中的至少一种绝缘材料制成。
然后,活性层24在栅极绝缘层上形成作为半导体层。活性层24成为基于栅极21的电信号电流流经的路径。通常,通过等离子体CVD法等,利用非晶硅可以均匀地在栅极绝缘层上形成活性层。
然后,在活性层24上形成n+掺杂层25。n+掺杂层25使电流在活性层24和源极22/漏极23之间流动。通常,n+掺杂层由掺杂有n型杂质的非晶硅层构成。
然后,在n+掺杂层25上形成源极/漏极层22'。由于源极/漏极层22'具有以后在其上形成的沟道30,从而将源极/漏极层22'分成源极22和漏极23。源极22和漏极23均起到传输待发送到像素中的电信号的作用。
可以使用含铜金属层形成源/漏极层22'。根据本发明,含铜金属层指的是在其构成组分中含有铜的金属膜,含铜金属层可构思包括单层和多层膜(如双层等)。更具体地,含铜金属层可以包括:例如,单一的铜层或铜合金层、具有钼层和形成在钼层上的铜层的铜-钼层、或具有钼合金层和形成在钼合金层上的铜层的铜-钼合金层。铜合金或钼合金可以分别独立地为包括选Ti、Ta、Cr、Ni、Nd、和In中的至少一种金属和铜或钼一起的合金。
然后,根据TFT阵列图案形成光刻胶。光刻胶以图案的方式形成,使得在待被蚀刻的源极/漏极层22'、n+掺杂层25和活性层24中的一些部分被暴露。
在形成光刻胶后,通过以流水线式蚀刻和使用本发明的蚀刻剂组合物,部分地蚀刻源极/漏极层22'和n+掺杂层25,以形成TFT阵列(图3中的过程(b))。
在下文中,为了更加具体地理解本发明,将描述优选的实施方式。然而,本领域的技术人员可以理解,这样的实施方式被提供用于示例的目的而不特别限制所附的权利要求书,各种变型和变动是可行的而不脱离本发明的范围和精神,并且这样的变型和变动充分地被包括在如所附的权利要求书限定的本发明中。
实施例
通过使用以其相应的含量列于表1中的组分来制备根据实施例1至实施例6和比较实施例1至比较实施例7的蚀刻剂组合物。
[表1]
Figure BDA0000423144640000101
Figure BDA0000423144640000111
实验实施例
使用根据实施例1至实施例6和比较实施例1至比较实施例7的各种蚀刻剂组合物进行蚀刻。源极/漏极层为具有铜层和钼-钛合金层的双层,而n+掺杂层为由掺杂磷的非晶硅制成的层。
使用以注射蚀刻模式的实验仪器(型号名称:蚀刻器(TFT),SEMES公司),在蚀刻期间,蚀刻剂组合物的温度大约为30℃,蚀刻100秒。通过断面扫描电子显微镜(SEM)(Hitachi公司制造,型号名称S-4700)检测在蚀刻工艺期间被蚀刻的源极/漏极层的轮廓,所获得的结果在下表2中示出。
○:在蚀刻期间形成笔直的图案,且锥角度为35°至60°。
△:尽管锥角度范围为35°至60°,但在蚀刻期间出现弯曲的图案。
×:在蚀刻期间出现弯曲的图案,且锥角度小于35°或大于60°。
Unetched:未被蚀刻。
[表2]
Figure BDA0000423144640000121
Figure BDA0000423144640000131
参照上面的表2,证实了根据实施例1至6的蚀刻剂组合物具有良好的蚀刻性能。特别地,当使用在实施例1中的蚀刻剂组合物蚀刻含铜金属层时,产生了优异的蚀刻轮廓和平直度,同时未留下Mo和/或Ti残余物。另外,n+掺杂层的蚀刻效率也是优异的。
换句话说,对于不含过氧化氢的比较实施例1或不含含氟化合物的比较实施例2,由于Cu未被蚀刻和Mo-Ti未被蚀刻的情况,所制备的蚀刻剂组合物不适合以流水线式蚀刻含铜金属层和n+掺杂层。
另外,通过加入比在本发明限定的范围中的用量少的过氧化氢的比较实施例3至比较实施例5呈现出差的蚀刻轮廓和平直度。此外,通过分别加入比在本发明限定的范围中的用量多的过氧化氢和氟的比较实施例6和比较实施例7呈现出差的蚀刻轮廓。
*附图中附图标记的说明
10:基板                                  15a:栅极绝缘层
15b:保护膜                               18:像素电极
21:栅极                                  22:源极
23:漏极                                  22':源极/漏极
24:活性层                                25:n+掺杂层
30:沟道

Claims (11)

1.一种用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物,所述组合物包括:15重量%至25重量%的过氧化氢;0.01重量%至5重量%的含氟化合物;0.1重量%至5重量%的唑化合物;0.5重量%至5重量%的在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物;0.1重量%至5重量%的磷酸盐化合物;0.1重量%至5重量%的有机酸;0.001重量%至5重量%的多元醇型表面活性剂;以及余量的水。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述蚀刻剂组合物蚀刻所有的源极/漏极层和n+掺杂层。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中,所述源极/漏极层由含铜金属层制成。
4.根据权利要求3所述的组合物,其中,所述含铜金属层为铜或铜合金的单一层、包括钼层和形成在所述钼层上的铜层的铜-钼层、或包括钼合金层和形成在所述钼合金层上的铜层的铜-钼合金层。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述含氟化合物选自HF、NaF、NH4F、NH4BF4、NH4FHF、NaFHF、KF、KHF2、CaF2、AlF3、H2SiF6和HBF4中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述唑化合物选自苯并三唑化合物、氨基四唑化合物、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。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述在分子中具有氮原子和羧基的水溶性化合物选自丙氨酸、氨基丁酸、谷氨酸、甘氨酸、亚氨基二乙酸、次氮基三乙酸、和肌氨酸中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述磷酸盐化合物选自磷酸钠、磷酸钾、和磷酸铵中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述有机酸选自乙酸、丁酸、柠檬酸、甲酸、葡萄糖酸、乙醇酸、丙二酸、甲基磺酸、戊酸、和草酸中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述多元醇型表面活性剂选自甘油、三甘醇、和聚乙二醇中的至少一种。
11.一种用于制造薄膜晶体管的沟道的方法,所述方法包括使用根据权利要求1至10中任意一项所述的蚀刻剂组合物,流水线式蚀刻源极/漏极层和n+掺杂层。
CN201310611312.1A 2012-12-26 2013-11-26 用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物和沟道制造方法 Active CN103903976B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0153024 2012-12-26
KR1020120153024A KR20140084417A (ko) 2012-12-26 2012-12-26 박막 트랜지스터의 채널 형성용 식각액 조성물 및 채널 형성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103903976A true CN103903976A (zh) 2014-07-02
CN103903976B CN103903976B (zh) 2017-12-08

Family

ID=50995243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310611312.1A Active CN103903976B (zh) 2012-12-26 2013-11-26 用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物和沟道制造方法

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20140084417A (zh)
CN (1) CN103903976B (zh)
TW (1) TWI598467B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107083552A (zh) * 2016-02-16 2017-08-22 东友精细化工有限公司 铜系金属膜和金属氧化物膜蚀刻液组合物及蚀刻方法
CN107236956A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 东友精细化工有限公司 用于铜基金属层的蚀刻剂组合物及用其制造显示设备的阵列基板的方法
CN107236957A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 东友精细化工有限公司 铜系金属膜用蚀刻组合物
CN107527822A (zh) * 2016-08-24 2017-12-29 浙江德汇电子陶瓷有限公司 一种氮化物陶瓷覆铜板的图形化方法及图形化氮化物陶瓷覆铜板
CN107601912A (zh) * 2017-09-19 2018-01-19 合肥惠科金扬科技有限公司 一种tft‑lcd显示屏基板玻璃高效蚀刻液
CN107630219A (zh) * 2016-07-19 2018-01-26 东友精细化工有限公司 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
CN108265298A (zh) * 2016-12-29 2018-07-10 东友精细化工有限公司 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
CN109638034A (zh) * 2018-11-06 2019-04-16 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板的制造方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102245662B1 (ko) * 2014-12-19 2021-04-28 동우 화인켐 주식회사 몰리브덴 합금막 및 인듐 산화막 식각액 조성물 및 그 조성물을 사용하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102265890B1 (ko) * 2015-03-12 2021-06-16 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102368356B1 (ko) * 2015-03-19 2022-03-02 동우 화인켐 주식회사 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102293674B1 (ko) * 2015-03-24 2021-08-25 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102505196B1 (ko) * 2015-07-23 2023-03-02 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102433337B1 (ko) * 2015-07-23 2022-08-17 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102423633B1 (ko) * 2015-09-22 2022-07-21 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102362554B1 (ko) * 2016-03-24 2022-02-14 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각 조성물
KR102603630B1 (ko) * 2016-04-25 2023-11-17 동우 화인켐 주식회사 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102677476B1 (ko) * 2016-07-26 2024-06-24 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴 제조 방법
CN106601614A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 常州亿晶光电科技有限公司 一种刻蚀非晶硅太阳能电池铝膜的方法
KR102371073B1 (ko) * 2017-12-05 2022-03-07 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각 조성물
KR102371074B1 (ko) * 2017-12-05 2022-03-07 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각 조성물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012015089A1 (ko) * 2010-07-30 2012-02-02 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN102576170A (zh) * 2009-08-20 2012-07-11 东友Fine-Chem股份有限公司 制造用于液晶显示器的阵列基板的方法
CN102569058A (zh) * 2010-12-21 2012-07-11 东友Fine-Chem股份有限公司 用于欧姆接触层的刻蚀剂组合物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100505328B1 (ko) * 2002-12-12 2005-07-29 엘지.필립스 엘시디 주식회사 구리 몰리브덴막에서 몰리브덴 잔사를 제거할 수 있는식각용액 및 그 식각 방법
KR101529733B1 (ko) * 2009-02-06 2015-06-19 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20110115814A (ko) * 2010-04-16 2011-10-24 주식회사 동진쎄미켐 식각액 및 전자소자 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102576170A (zh) * 2009-08-20 2012-07-11 东友Fine-Chem股份有限公司 制造用于液晶显示器的阵列基板的方法
WO2012015089A1 (ko) * 2010-07-30 2012-02-02 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN102569058A (zh) * 2010-12-21 2012-07-11 东友Fine-Chem股份有限公司 用于欧姆接触层的刻蚀剂组合物

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107083552A (zh) * 2016-02-16 2017-08-22 东友精细化工有限公司 铜系金属膜和金属氧化物膜蚀刻液组合物及蚀刻方法
CN107236956A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 东友精细化工有限公司 用于铜基金属层的蚀刻剂组合物及用其制造显示设备的阵列基板的方法
CN107236957A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 东友精细化工有限公司 铜系金属膜用蚀刻组合物
CN107236957B (zh) * 2016-03-28 2019-05-10 东友精细化工有限公司 铜系金属膜用蚀刻组合物
CN107236956B (zh) * 2016-03-28 2020-04-17 东友精细化工有限公司 用于铜基金属层的蚀刻剂组合物及用其制造显示设备的阵列基板的方法
CN107630219A (zh) * 2016-07-19 2018-01-26 东友精细化工有限公司 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
CN107630219B (zh) * 2016-07-19 2020-01-24 东友精细化工有限公司 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
CN107527822A (zh) * 2016-08-24 2017-12-29 浙江德汇电子陶瓷有限公司 一种氮化物陶瓷覆铜板的图形化方法及图形化氮化物陶瓷覆铜板
CN107527822B (zh) * 2016-08-24 2019-10-25 浙江德汇电子陶瓷有限公司 一种氮化物陶瓷覆铜板的图形化方法及图形化氮化物陶瓷覆铜板
CN108265298A (zh) * 2016-12-29 2018-07-10 东友精细化工有限公司 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
CN107601912A (zh) * 2017-09-19 2018-01-19 合肥惠科金扬科技有限公司 一种tft‑lcd显示屏基板玻璃高效蚀刻液
CN109638034A (zh) * 2018-11-06 2019-04-16 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140084417A (ko) 2014-07-07
TWI598467B (zh) 2017-09-11
TW201425646A (zh) 2014-07-01
CN103903976B (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103903976A (zh) 用于制备薄膜晶体管沟道的蚀刻剂组合物和沟道制造方法
KR101529733B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101586500B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
TWI524428B (zh) 液晶顯示器用之陣列基板及其製造方法以及蝕刻銅系金屬層之方法及其蝕刻劑組成物
CN104018159A (zh) 用于铜基金属层和铜基金属层与金属氧化物层的层压膜的蚀刻剂组合物以及制备金属布线的方法
KR101475954B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
KR101978019B1 (ko) 구리계 금속막용 식각 조성물
CN103911613A (zh) 用于含铜金属层的蚀刻剂组合物及制造阵列基板的方法
CN103911614A (zh) 用于含铜金属层的蚀刻剂组合物及制造阵列基板的方法
KR102269327B1 (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN107630219B (zh) 金属膜蚀刻液组合物及显示装置用阵列基板的制造方法
TWI614550B (zh) 液晶顯示裝置用陣列基板的製備方法及其多層膜用蝕刻液組合物
KR101586865B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR20140086665A (ko) 구리계 금속막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN103107130B (zh) 用于液晶显示器的阵列基板及其制造方法,蚀刻液组合物和形成金属配线的方法
CN104513982A (zh) 用于液晶显示器的阵列基板的制造方法
KR101539765B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법
KR101560000B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101941289B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102028578B1 (ko) 박막 트랜지스터의 어레이 형성 방법
KR20120065019A (ko) 액정 표시장치용 어레이 기판 제조방법
CN111755461A (zh) 液晶显示装置用阵列基板的制造方法及用于其的铜系金属膜蚀刻液组合物
KR20160112471A (ko) 식각액 조성물 및 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR101608088B1 (ko) 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
KR102384594B1 (ko) 표시장치용 어레이 기판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant