CN115613032A - 蚀刻液 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种蚀刻液；该蚀刻液用于同时蚀刻金属层和半导体层，该蚀刻液包括过硫酸化合物、无机酸、含氟化合物、唑类化合物、有机酸、及水，以质量百分比计，蚀刻液的各组分含量如下：过硫酸化合物5wt％至15wt％，无机酸0.1wt％至5wt％，含氟化合物0.1wt％至4wt％，唑类化合物0.1wt％至6wt％，有机酸0.1wt％至6wt％；本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，提高了制造的生产节拍和效率。

Description

蚀刻液
技术领域
本发明涉及显示领域，具体涉及一种蚀刻液。
背景技术
在显示器阵列基板上薄膜晶体管的制程中，对于半导体层的四光罩蚀刻工艺非常重要，其中湿蚀刻制程是通过金属层与蚀刻液之间的化学反应，对材料进行刻蚀的过程，而对于半导体层常采用干法蚀刻，目前常见四光罩蚀刻工艺是两次干蚀刻和两次湿蚀刻，故如何通过材料优化来减少制程次数已成为研究重点。
因此，亟需一种蚀刻液以解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种蚀刻液，可以缓解目前蚀刻半导体层的工艺复杂，刻蚀次数多的技术问题。
本发明提供一种蚀刻液，用于同时蚀刻金属层和半导体层，所述蚀刻液包括过硫酸化合物、无机酸、含氟化合物、唑类化合物、有机酸、及水；
其中，以质量百分比计，所述蚀刻液的各组分含量如下：过硫酸化合物5wt％至15wt％，无机酸0.1wt％至5wt％，含氟化合物0.1wt％至4wt％，唑类化合物0.1wt％至6wt％，有机酸0.1wt％至6wt％。
优选的，所述过硫酸化合物为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任一种或多种的组合。
优选的，所述蚀刻液还包括磺酸化合物。
优选的，所述磺酸化合物为甲磺酸、甲氧铵甲磺酸盐、甲基磺酸铵、甲磺酸镁中的任一种或多种的组合。
优选的，所述蚀刻液还包括硼酸盐。
优选的，所述硼酸盐为偏硼酸盐、氟硼酸铵、原硼酸盐、多硼酸盐中的任一种或多种的组合。
优选的，所述蚀刻液还包括醇胺类化合物。
优选的，所述醇胺类化合物为甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺和三乙醇胺中的任一种或多种的组合。
优选的，所述蚀刻液还包括磺酸化合物、硼酸盐、及醇胺类化合物；其中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述磺酸化合物、所述硼酸盐、及所述醇胺类化合物的含量如下：磺酸化合物0.1wt％至5wt％，硼酸盐0.1wt％至5wt％，醇胺类化合物0.1wt％至7wt％。
优选的，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述无机酸、及所述含氟化合物的含量如下：无机酸0.1wt％至1.2wt％，含氟化合物0.55wt％至1wt％。
优选的，所述无机酸为硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的任一种或多种的组合；所述含氟化合物为氟化钠、氟氢化钠、氟化氢铵、氟硼酸铵中的任一种或多种的组合；所述唑类化合物为苯并三唑、氨基四唑钾盐、咪唑、吡唑中的任一种或多种的组合；所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸中的任一种或多种的组合。
优选的，所述含氟化合物为氟化氢铵，或/和所述过硫酸化合物为过硫酸铵；其中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述铵根离子的含量大于或等于0.08wt％。
优选的，所述金属层为含有铜层的单层结构或者多层叠构，和/或所述半导体层含有a-Si或N-Si的至少一种。
本发明有益效果：本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的阵列基板的制作方法的步骤流程图；
图2A至图2C是本发明实施例提供的阵列基板的制作方法的一种流程示意图；
图3是本发明实施例提供的对比组对应的阵列基板的一种电镜图；
图4是本发明实施例提供的实验组1对应的阵列基板的一种电镜图；
图5是本发明实施例提供的实验组2对应的阵列基板的一种电镜图；
图6A至图6C是本发明实施例提供的阵列基板的制作方法的另一种流程示意图；
图7是本发明实施例提供的对比组对应的阵列基板的另一种电镜图；
图8是本发明实施例提供的实验组3对应的阵列基板的一种电镜图；
图9是本发明实施例提供的对比组对应的析出的结晶化合物的表征图；
图10是本发明实施例提供的实验组4对应的析出的结晶化合物的照片图；
图11是本发明实施例提供的对比组与实验组4的一种对比表征图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
阵列基板制程中对于半导体层的四光罩蚀刻工艺非常重要，其中湿蚀刻制程是通过金属层与蚀刻液之间的化学反应，对材料进行刻蚀的过程，而对于半导体层常采用干法蚀刻，目前常见四光罩蚀刻工艺是两次干蚀刻和两次湿蚀刻，故如何通过材料优化来减少制程次数已成为研究重点。
本发明实施例提供一种蚀刻液，用于同时蚀刻金属层和半导体层，所述蚀刻液包括过硫酸化合物、无机酸、含氟化合物、唑类化合物、有机酸、及水；
其中，以质量百分比计，所述蚀刻液的各组分含量如下：过硫酸化合物5wt％至15wt％，无机酸0.1wt％至5wt％，含氟化合物0.1wt％至4wt％，唑类化合物0.1wt％至6wt％，有机酸0.1wt％至6wt％。
本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
现结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
本实施例中，所述蚀刻液包括过硫酸化合物、无机酸、含氟化合物、唑类化合物、有机酸、及水。
在刻蚀中，所述过硫酸化合物的作用基团为过硫酸根离子，过硫酸根离子具有氧化作用，利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，基团结构如下：
Figure BDA0003884660860000041
所述过硫酸根离子与金属层500的反应中，金属层500的材料以铜为例，过硫酸化合物以过硫酸铵为例，反应式如下：
(NH4)2S2O8+H2O→2NH4 ++HSO4 -+HSO5 -
Cu+2NH4 ++HSO4 -+HSO5 -→2NH4 ++CuO+2HSO4 -
2NH4 ++CuO+2HSO4 -→2NH4 ++Cu2++H2O+2SO4 2-。
所述过硫酸根离子与半导体层的反应中，半导体层的材料以二氧化硅为特征反应物，过硫酸化合物以过硫酸铵为例，其中，硫酸根可以由与金属铜反应生成物得来，与二氧化硅反应式如下：
(NH4)2S2O8+H2O→2NH4 ++HSO4 -+HSO5 -
SiO2+2SO4 2-+4H+→Si(SO4)2+2H2O。
所述蚀刻液可以同时蚀刻金属层500和半导体层，所述金属层为含有铜层的单层结构或者多层叠构，和/或所述半导体层含有a-Si或N-Si的至少一种。非晶硅或掺杂的非晶硅均可以被所述蚀刻液所刻蚀。
在一些实施例中，所述过硫酸化合物为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任一种或多种的组合。
在一些实施例中，所述蚀刻液还包括磺酸化合物。
在刻蚀中，磺酸化合物的主要作用基团为甲磺酸根离子CH3SO3 -，甲磺酸根离子具有加快蚀刻速率作用以及调节蚀刻液pH的作用，将Cu2+形成螯合态防止还原为Cu形态，化学反应式如下：
Cu→Cu2++2e-
Cu2++e-→Cu+
Cu++CH3SO3 -→CuCH3SO3。
在一些实施例中，所述磺酸化合物为甲磺酸、甲氧铵甲磺酸盐、甲基磺酸铵、甲磺酸镁中的任一种或多种的组合。
在一些实施例中，所述蚀刻液还包括硼酸盐。
在一些实施例中，所述金属层500为含有铜层的单层结构或者多层叠构。例如含有铜层的多层叠构可以为铜/钛叠层结构。在蚀刻时，在所述半导体层远离所述金属层500一侧有衬底200，所述硼酸盐可以起到控制金属层500层的蚀刻率，避免过度蚀刻，影响后续制程。
在一些实施例中，所述硼酸盐为偏硼酸盐、氟硼酸铵、原硼酸盐、多硼酸盐中的任一种或多种的组合。
在一些实施例中，所述蚀刻液还包括醇胺类化合物。
所述醇胺类化合物可以作为腐蚀防止剂，对于蚀刻表面，可以起到蚀刻稳定均一的作用，提高蚀刻的均一性，提高金属层500和半导体层的表面平整度，改善金属层500和半导体层的电学稳定性。
在一些实施例中，所述醇胺类化合物为甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、二乙醇胺二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺和三乙醇胺中的任一种或多种的组合。
在一些实施例中，以质量百分比计，所述蚀刻液包括如下组分：过硫酸化合物5wt％至15wt％，无机酸0.1wt％至5wt％，含氟化合物0.1wt％至4wt％，唑类化合物0.1wt％至6wt％，有机酸0.1wt％至6wt％，磺酸化合物0.1wt％至5wt％，硼酸盐0.1wt％至5wt％，醇胺类化合物0.1wt％至7wt％，余量为水。
在该范围内，均可实现对于金属层500和半导体层的快速刻蚀，实现同时对于金属层500和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
在一些实施例中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的过硫酸化合物的含量为8wt％至10wt％，对于含有铜材料的金属层500，过低或过高将直接影响金属铜的蚀刻速率。
在一些实施例中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述磺酸化合物的含量为1wt％至3wt％，过低或过高将直接影响金属及半导体层的蚀刻速率。
在一些实施例中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述硼酸盐的含量为2wt％至3wt％，对于含有钛材料的金属层500，过低或过高将直接影响金属钛的蚀刻速率。
在一些实施例中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述醇胺类化合物的含量为1wt％至2wt％，对于含有铜材料的金属层500，过低或过高将直接影响金属铜的表面蚀刻均一性。
在一些实施例中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述无机酸、及所述含氟化合物的含量如下：无机酸0.1wt％至1.2wt％，含氟化合物0.55wt％至1wt％。
以所述半导体层包括a-Si为例，所述半导体层还包括所述a-Si层400、位于所述a-Si层400远离所述衬底200一侧的导体化层700，所述导体化层700可以包括重掺杂离子，例如常见的导体化层700为N+掺杂，在蚀刻液蚀刻过程中，蚀刻液对半导体层中的导体化层700蚀刻能力有差异，有些蚀刻液蚀刻N+速率快，有些蚀刻液蚀刻N+速率慢，导致干蚀刻的蚀刻时间有差异，目前大部分的蚀刻液具有高度的选择蚀刻比，N+层会有所残留，继而导致干蚀刻的蚀刻时间增加，节拍时间变慢，并且导致最后半导体层膜厚的均一性差。
在刻蚀时，需要更多铜离子以及电子，以推进刻蚀，故将无机酸(氧化剂)含量降低，Cu金属的还原趋势增加，提高对于电子的消耗能力，无机酸越容易接受Si的电子迁移，从而Si的蚀刻速率增加。
同时，将含氟化合物增加，其中F离子含量增加，F离子与Si形成SiF4的能力增强，N+层蚀刻速率增加。
所述含氟化合物提供F-或者HF-，主要作用是蚀刻半导体层。
从而对于导体化层700(N+层)进行充分蚀刻，干蚀刻所需要蚀刻的膜层厚度减小，继而缩短干蚀刻的蚀刻时间，改善节拍时间，且可以优化半导体层膜厚的均一性。
在一些实施例中，所述无机酸为硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的任一种或多种的组合；所述含氟化合物为氟化钠、氟氢化钠、氟化氢铵、氟硼酸铵中的任一种或多种的组合；所述唑类化合物为苯并三唑、氨基四唑钾盐、咪唑、吡唑中的任一种或多种的组合；所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸中的任一种或多种的组合。
在一些实施例中，所述含氟化合物为氟化氢铵，或/和所述过硫酸化合物为过硫酸铵；其中，所述铵根离子与所述蚀刻液的质量百分比大于或等于0.08％。
在蚀刻液蚀刻过程中，蚀刻液内会形成并析出一些结晶化合物，刮损金属导线，严重的会导致金属导线出现断线的现象。导致成品良率降低，经过表征，结晶化合物为六氟硅酸钠。
将含氟化合物设置为氟化氢铵，或/和所述过硫酸化合物设置为过硫酸铵，减少钠离子的结合，蚀刻液内析出物可以大幅减少，对金属导线的刮损减少，提升成品良率。
本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
本发明实施例还提供一种应用上述任一种蚀刻液制作而成的阵列基板100。
现结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
在一些实施例中，所述阵列基板100包括衬底200、位于所述衬底200一侧的半导体层、位于所述半导体层远离所述衬底200一侧的金属层500。
在一些实施例中，所述半导体层包括a-Si层400以及位于所述a-Si层400与所述衬底200之间的绝缘层300。
在一些实施例中，所述半导体层还包括位于所述a-Si层400远离所述衬底200一侧的导体化层700。
在一些实施例中，所述金属层为含有铜层的单层结构或者多层叠构。例如含有铜层的多层叠构可以为铜/钛叠层结构。
在一些实施例中，所述a-Si层400包括第一部分410及第二部分420，所述金属层500在所述a-Si层400上的正投影位于所述第一部分410内，所述金属层500在所述a-Si层400上的正投影位于所述第二部分420外，所述第二部分420的厚度小于所述第一部分410的厚度，所述第二部分420位于所述a-Si层的端部。所述第一部分410可对应所述半导体层的沟道部分，利用所述蚀刻液制作而成的所述阵列基板100，经过一次干蚀刻和两次湿蚀刻，即可形成所述a-Si层400边缘厚度减薄的图案，其中，所述第一部分410的厚度用D1表示，所述第二部分420的厚度用D2表示。
在一些实施例中，所述导体化层700包括第三部分710及第四部分720，所述金属层500在所述导体化层700上的正投影位于所述第三部分710内，所述金属层500在所述导体化层700上的正投影位于所述第四部分720外，所述第二部分420和所述第四部分720的厚度之和用D3表示。
本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
请参阅图1，本发明实施例还提供一种阵列基板100的制作方法，包括：
S100、提供一衬底200；
S200、在所述衬底200上形成半导体层；
S300、在所述半导体材料层上形成金属层500；
其中，所述金属层500的图案与所述半导体层的图案在同一道湿蚀刻制程中形成，在所述湿蚀刻制程中所使用的蚀刻液为任一上述的蚀刻液。
现结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
本实施例中，所述阵列基板100的制作方法包括：
S100、提供一衬底200。
在一些实施例中，所述衬底200的材料为玻璃。
S200、在所述衬底200上形成半导体层。
在一些实施例中，所述半导体层包括a-Si层400以及位于所述a-Si层400与所述衬底200之间的绝缘层300。
在一些实施例中，所述半导体层还包括位于所述a-Si层400远离所述衬底200一侧的导体化层700。
S300、在所述半导体材料层上形成金属层500。
在一些实施例中，所述金属层500可以为铜材料层，或者铜/钛叠层结构。
在一些实施例中,请参阅图2A至图2C，所述金属层500的图案与所述半导体层的图案在同一道湿蚀刻制程中形成，在所述湿蚀刻制程中所使用的蚀刻液为任一上述的蚀刻液。
其中，图2A为第一次湿蚀刻制程，图2B为干蚀刻制程，图2C为第二次湿蚀刻制程。
在一些实施例中，以下为对比组以及实验组1、实验组2、实验组3、实验组4的蚀刻液组成，其中对比组为常规蚀刻液的组成。
对比组：
所述蚀刻液中的成分按质量百分比计包括：
无机酸10.5％、醋酸5％、含氟化合物0.5％、唑类化合物1.5％、有机酸3.2％、及水79.3％；
所述无机酸为硫酸，所述含氟化合物为氟硼酸铵，所述唑类化合物为氨基四唑钾盐，有机酸为酒石酸。
实验组1：
所述蚀刻液中的成分按质量百分比计包括：
过硫酸化合物9％、无机酸3.5％、含氟化合物0.7％、磺酸化合物2.1％、唑类化合物1.5％、硼酸盐2.6％、有机酸3.2％、醇胺类化合物2.5％、及水74.9％；
所述过硫酸盐为过硫酸钠，所述无机酸为硫酸，所述含氟化合物为氟硼酸钠，所述磺酸化合物为甲基磺酸铵，所述唑类化合物为氨基四唑钾盐，所述硼酸盐为偏硼酸铵，有机酸为酒石酸，所述醇胺类化合物为二乙醇胺。
实验组2：
所述蚀刻液中的成分按质量百分比计包括：
过硫酸化合物9％、无机酸3％、含氟化合物0.9％、磺酸化合物1.5％、唑类化合物1.5％、硼酸盐2.6％、有机酸3.2％、醇胺类化合物2.5％、及水75.8％；
所述过硫酸盐为过硫酸钠，所述无机酸为硫酸，所述含氟化合物为氟硼酸钠，所述磺酸化合物为甲基磺酸铵，所述唑类化合物为氨基四唑钾盐，所述硼酸盐为偏硼酸盐，有机酸为酒石酸，所述醇胺类化合物为二乙醇胺。
在经过两次湿蚀刻后做对比，图案结构请参阅图2C，电镜图请参阅图3至图5，其中，图3为对比组对应的阵列基板的电镜图，图4是实验组1对应的阵列基板的电镜图，图5是实验组2对应的阵列基板的电镜图，在图中，金属层500上方的膜层为蚀刻制程工艺中所需的光阻600，对比组的所述第二部分420的厚度D2为80nm，其中，在对比组中，第一部分410的厚度D1与第二部分420的厚度D2基本一致；实验组1的所述第二部分420的厚度D2为75nm；实验组2的所述第二部分420的厚度D2为70nm。
可以看出，对比组的蚀刻液对于半导体层的a-Si层400的蚀刻效果较差，实验组1和实验组2的蚀刻液对于金属层500及半导体层的a-Si层400均有较好的刻蚀效果。其中，发现磺酸化合物的含量减少时，对于半导体层的a-Si层400有更高的蚀刻速率，更好的蚀刻效果，故优选的，可以将所述磺酸化合物与所述蚀刻液的质量百分比调整为0.1％至1.5％。
实验组3：
所述蚀刻液中的成分按质量百分比计包括：
过硫酸化合物9％、无机酸0.2％、含氟化合物0.8％、磺酸化合物2.2％、唑类化合物2.8％、硼酸盐3.0％、有机酸3.6％、醇胺类化合物2.5％、及水75.9％；
所述过硫酸盐为过硫酸铵，所述无机酸为硫酸，所述含氟化合物为氟硼酸铵，所述磺酸化合物为甲基磺酸铵，所述唑类化合物为氨基四唑钾盐，所述硼酸盐为偏硼酸铵，有机酸为酒石酸，所述醇胺类化合物为二乙醇胺。
在一些实施例中，对于具有导体化层700的所述半导体层，图6A、图6B为第一次湿蚀刻制程，图6C为干蚀刻制程，在经过第一次蚀刻制程后，由于所述a-Si层与所述半导体化层700在电镜中不易于区分，故测量所述金属层500外的所述a-Si层与所述半导体化层700的总厚度，即所述第二部分420和所述第四部分720的厚度之和，可以代表所述蚀刻液对于所述半导体化层700的刻蚀能力，所述第二部分420和所述第四部分720的厚度之和越小，代表蚀刻液对于所述半导体化层700的蚀刻能力越强。
在经过一次湿蚀刻后做对比，图案结构以图6A为例，电镜图请参阅图7、图8，其中，图7为对比组对应包括所述半导体化层700的阵列基板的电镜图，图8是实验组3对应包括所述半导体化层700的阵列基板的电镜图，其中，在对比组中，所述第二部分420和所述第四部分720的厚度之和D3为146.7纳米；在实验组3中，所述第二部分420和所述第四部分720的厚度之和D3为122.3纳米。
可以看出，对比组的蚀刻液对于所述导体化层700的蚀刻效果较差，实验组3的蚀刻液对于导体化层700有较好的刻蚀效果，从而对于导体化层700(N+层)进行充分蚀刻，干蚀刻所需要蚀刻的膜层厚度减小，继而缩短干蚀刻的蚀刻时间，改善节拍时间，且可以优化半导体层膜厚的均一性。
实验组4：
所述蚀刻液中的成分按质量百分比计包括：
过硫酸化合物9％、无机酸1％、含氟化合物0.5％、磺酸化合物2％、唑类化合物2.5％、硼酸盐3.5％、有机酸3.2％、醇胺类化合物2.5％、及水75.8％；
所述过硫酸盐为过硫酸铵，所述无机酸为硫酸，所述含氟化合物为氟硼酸铵，所述磺酸化合物为甲基磺酸铵，所述唑类化合物为氨基四唑钾盐，所述硼酸盐为偏硼酸铵，有机酸为酒石酸，所述醇胺类化合物为二乙醇胺。
请参阅他9至图11，图9为对比组的析出的结晶化合物的照片图，图10为实验组4的析出的结晶化合物的照片图，图11为对比组与实验组4在不同温度下的析出质量的对比，可以明显看出，实验组4在各温度下，析出的结晶化合物的质量很少，且随温度变化，析出的结晶化合物的质量变化不大，蚀刻液内析出物可以大幅减少，对金属导线的刮损减少，提升成品良率。
本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括如任一上述的阵列基板100。
在一些实施例中，所述显示面板可以为液晶显示面板，也可以为自发光式显示面板。
在一些实施例中，所述显示面板可以为液晶显示面板，所述显示面板还包括液晶层、彩膜层、及上下偏光层。
本发明实施例公开了一种蚀刻液；该蚀刻液用于同时蚀刻金属层和半导体层，该蚀刻液包括过硫酸化合物、无机酸、含氟化合物、唑类化合物、有机酸、及水，以质量百分比计，蚀刻液的各组分含量如下：过硫酸化合物5wt％至15wt％，无机酸0.1wt％至5wt％，含氟化合物0.1wt％至4wt％，唑类化合物0.1wt％至6wt％，有机酸0.1wt％至6wt％；本发明通过利用过硫酸化合物中过硫酸根离子的氧化作用，加强对于半导体层的蚀刻，实现同时对于金属层和半导体层的蚀刻，一次性湿蚀刻金属线层和置于金属线下方的半导体层，将传统的两次干蚀刻和两次湿蚀刻制程缩减成一次干蚀刻和两次湿蚀刻，节省了机台和蚀刻液投入成本，提高了制造的生产节拍和效率。
以上对本发明实施例所提供的一种蚀刻液进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种蚀刻液，其特征在于，用于同时蚀刻金属层和半导体层，所述蚀刻液包括过硫酸化合物、无机酸、含氟化合物、唑类化合物、有机酸、及水；
其中，以质量百分比计，所述蚀刻液的各组分含量如下：过硫酸化合物5wt％至15wt％，无机酸0.1wt％至5wt％，含氟化合物0.1wt％至4wt％，唑类化合物0.1wt％至6wt％，有机酸0.1wt％至6wt％。
2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述过硫酸化合物为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液还包括磺酸化合物。
4.根据权利要求3所述的蚀刻液，其特征在于，所述磺酸化合物为甲磺酸、甲氧铵甲磺酸盐、甲基磺酸铵、甲磺酸镁中的任一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液还包括硼酸盐。
6.根据权利要求5所述的蚀刻液，其特征在于，所述硼酸盐为偏硼酸盐、氟硼酸铵、原硼酸盐、多硼酸盐中的任一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液还包括醇胺类化合物。
8.根据权利要求7所述的蚀刻液，其特征在于，所述醇胺类化合物为甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺和三乙醇胺中的任一种或多种的组合。
9.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液还包括磺酸化合物、硼酸盐、及醇胺类化合物；
其中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述磺酸化合物、所述硼酸盐、及所述醇胺类化合物的含量如下：磺酸化合物0.1wt％至5wt％，硼酸盐0.1wt％至5wt％，醇胺类化合物0.1wt％至7wt％。
10.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述无机酸、及所述含氟化合物的含量如下：无机酸0.1wt％至1.2wt％，含氟化合物0.55wt％至1wt％。
11.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述无机酸为硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的任一种或多种的组合；
所述含氟化合物为氟化钠、氟氢化钠、氟化氢铵、氟硼酸铵中的任一种或多种的组合；
所述唑类化合物为苯并三唑、氨基四唑钾盐、咪唑、吡唑中的任一种或多种的组合；
所述有机酸为柠檬酸、苹果酸、丙二酸、丁二酸、酒石酸中的任一种或多种的组合。
12.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述含氟化合物为氟化氢铵，或/和所述过硫酸化合物为过硫酸铵；
其中，以质量百分比计，所述蚀刻液中的所述铵根离子的含量大于或等于0.08wt％。
13.根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于，所述金属层为含有铜层的单层结构或者多层叠构，和/或所述半导体层含有a-Si或N-Si的至少一种。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1316030A (en) * 1970-12-26 1973-05-09 Mitsubishi Gas Chemical Co Etchant for chemical dissolution of copper
CN103000509A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 东友精细化工有限公司 制造显示设备的方法和蚀刻溶液组合物
KR20140119936A (ko) * 2013-03-29 2014-10-13 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막 및 금속산화물막 식각액 조성물 및 이를 이용한 배선 형성 방법
KR20140119883A (ko) * 2013-03-28 2014-10-13 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막 및 금속산화물막 식각액 조성물 및 이를 이용한 배선 형성 방법
KR20150089887A (ko) * 2014-01-28 2015-08-05 동우 화인켐 주식회사 구리막 및 티타늄막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN107488856A (zh) * 2016-06-10 2017-12-19 三星显示有限公司 蚀刻液组合物及使用它的薄膜晶体管显示面板的制造方法
CN110042393A (zh) * 2019-04-08 2019-07-23 沧州硕金生物科技有限公司 蚀刻液组合物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1316030A (en) * 1970-12-26 1973-05-09 Mitsubishi Gas Chemical Co Etchant for chemical dissolution of copper
CN103000509A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 东友精细化工有限公司 制造显示设备的方法和蚀刻溶液组合物
KR20140119883A (ko) * 2013-03-28 2014-10-13 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막 및 금속산화물막 식각액 조성물 및 이를 이용한 배선 형성 방법
KR20140119936A (ko) * 2013-03-29 2014-10-13 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막 및 금속산화물막 식각액 조성물 및 이를 이용한 배선 형성 방법
KR20150089887A (ko) * 2014-01-28 2015-08-05 동우 화인켐 주식회사 구리막 및 티타늄막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법
CN107488856A (zh) * 2016-06-10 2017-12-19 三星显示有限公司 蚀刻液组合物及使用它的薄膜晶体管显示面板的制造方法
CN110042393A (zh) * 2019-04-08 2019-07-23 沧州硕金生物科技有限公司 蚀刻液组合物

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