DE3047218A1

DE3047218A1 - Aetzfluessigkeit zum selektiven aetzen von indium-, zinndioxid- oder indium/zinndioxid-schichten

Info

Publication number: DE3047218A1
Application number: DE19803047218
Authority: DE
Inventors: Hubert 8960 Kempten Martin; André Dipl.-Chem. 8039 Puchheim Peetermans
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1982-07-15

Description

Ätzflüssigkeit zum selektiven Ätzen von Indium-, Zinn-
dioxid- oder Indium/Zinndioxid-Schichten.
Die Erfindung betrifft eine Ätzflüssigkeit zum selektiven Ätzen von Indium-, Zinndioxid- oder Indium/Zinndioxid-Schichten und Schichten, die aus Mischungen dieser Oxide bestehen, ferner aus einem Verfahren zum selektiven Ätzen mit dieser Ätzflüssigkeit.
Zinndioxid ist ein allgemein schwierig zu ätzendes Material, da es in den meisten Standardsäuren und Basen unlöslich ist. Eine Verbesserung wurde dadurch erzielt, daß die zu ätzende Oberfläche eines Substrats mit einem Gemisch aus Zinkpulver und Salzsäure in Beruhrung gebracht wird. Diese Reaktion ist jedoch im allgemeinen so heftig und so schnell, daß sie für Anwendungsfälle ungeeignet ist, die eine gesteuerte und auswahlmäßige Ätzung erfordern.
Fur den Bau von Sichtanzeigen, wie Flüssigkristallanzeigen, werden unter anderem zwei Elektroden zur Erzeugung des elektrischen Feldes benötigt. Diese Elektroden sind Glasplatten, die mit einem Muster aus einer optisch transparenten und elektrisch leitenden Substanz beschichtet sind. Hierzu einet sich besonders Zinndioxid, Indiumoxid oder Mischungen dieser Oxide. Die Stl<zkturierung der Schicht wird normalerweise durch Ätzung mit Hilfe einer Maskierung vorgenommen. >ir sogenannte Hybrid-FK-Anzeigen, das heißt, Flüssigkristallanzeigen mit aufgesetzten integrierten Schaltkreisen, müssen für diese IC's lötfähige Einbauplätze angebracht werden. Hierzu wird mittels einer Ha-2tschicht eine Kupferoberfläche auf die transparente Leitschicht aufgebracht. Für die StrMfturierung dieses Aufbaus müssen Rup-,-er, Haftschicht (z. B. Chrom) und indium/Zinnoxid-Schicht selektIv geätzt werden. Als besonders schwierig stellte sich das Ätzen der Indium/Zinnoxid-Schicht ohne wesentliches Angreifen bzw. Unterätzen der darüber liegenden Chrom- und Kupferschicht heraus. Auch das Siliziumdioxid, das als Sperrschicht auf dem Glas aufgebracht ist, darf nicht beschädigt werden.
Für die Ätzung von Indiumoxid, Zinndioxid oder Mischungen dieser Oxide sind mehrere Ätzverfahren bekannt. Für Zinnoxid-Schichten mit geringem Indiumazid-Gehalt wird unter anderem ein Ätzverfahren mit Zinkpulver und Salzsäure angewandt. Indiumoxid-Schichten mit geringem Zinnoxidgehalt können in nicht durchoxidiertem Zustand mit verdünnter Phosphorsäure, in durchoxidiertem Zustand mit warmer Salzsäure mit etwas Salpetersäure geätzt werden.
Für Strukturierungen des oben erwähnten Schichtaufbaus können diese Ätzverfahren nicht angewandt werden, da keine ausreIchende Selektivität vorliegt.
Bei einem aus der DT-OS 22 59 033 bekannten Verfahren zum Strukturieren einer dünnen Zinndioxid- oder Indiumdioxid-Schicht wird die Dio>=id-Schicht auf einen Glaskörper aufgebracht und dann mit einer Maske, die das Negativbild der zu erzeugenden Struktur enthält, abgedeckt. Anschließend wird der abgedeckte Glaskörper in eine elektrolytische Reduktionslösung eingebracht, die Lösung zum Reduzieren der Dioxldschicht elektrisch erregt und dann die reduzierte Dioxid-Schicht mit Hilfe einer Säurelösung aufgelöst. Durch die elektrische Erregung der Reduktionslösung entsteht atomarer Wasserstoff, der das Dioxid zum Monoxid und reinem Metall reduziert.
Bei einem anderen, aus der DT-OS 20 54 391 bekannten Verfahren zum Strukturieren von Ziandioxid-Schichfien werden die zu entfernenden Bereiche mit einer Schicht aus Aluminitun, Cadmium oder Zink abgedeckt und dann mit einer Hydrochlorsäurelösung geätzt. Das Aluminium, Cadmium oder Zink reagiert mit der Hydrochlorsäurelösung, so daß genügend atomarer Wasserstoff entsteht, der das Zinndioxid zu leicht Iöslichen Formen reduziert.
Bei den beiden zuletzt genannten Verfahren muß das Zinndioxid durch atomaren Wasserstoff reduziert werden, bevor es entfernt werden kann. Durch die starke Wasserstoffentwicklung kann jedoch die Maske an den Kanten abgehoben werden, so daß eine unregelmäßige Struktur init unscharfen Kanten entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Xtzflüssigkeit zum selektiven Ätzen von Indium-, Zinndioxid- oder Indium/Zinndioxid-Schichten und Schichten, die aus mischungen dieser Oxide bestehen, zu entwickeln, mit der feine und regelmäßige Strukturen mit scharfen Kanten ohne Unterätzungen auch bei einem strukturierten Aufbau auftreten. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Ätze verwendet wird, die aus einem Gemisch von Salzsäure und Phosphorsäure mit einem geringen Zusatz von Wasserstoffperoxid besteht. Das neue Ätzverfahren ermöglicht es, eine durchoxidierte Indium/Zinnoxid-Schicht in Anwesenheit des oben erwähnten Schichtaufbaus vollständig und mit sehr geringer Unterätzung zu ätzen. Dabei werden die übrigen Schichten, wie z. B. Kupfer, Chrom und Siliziumdioxid nicht oder nicht wesentlich unterätzt.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine sätze erwiesen, die aus einem Gemisch von einer 36 %igen Salzsäure mit 85 poriger Phosphorsäure und einem geringen Zusatz von 30 zeigen Wasserstoffperoxid besteht. Eine derartige Atzflüssigkeit gewährleistet, daß die zu entfernenden 3ereiche der Zinndioxid-Schicht direkt ohne vorhergehende Reduzierung durch Ätzen abgetragen werden können. Der Angriff des Ätzmittels ist an Jeder Stelle zu jedem Zeit- punkt gleich stark, so daß sehr scharfe Kanten und nahezu beliebig feine Strukturen ohne Unterätzung erzeugt werden können.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung hat sich die Ätze mit folgender Zusammensetzung als besonders zweckmäßig erwiesen: Salzsäure (36 %): 100 bis 300 ml Phosphorsäure (85 ): 700 bis 900 ml Wasserstoffperoxid (30 2 5 bis 50 ml Eine Ätzflüssigkeit mit dieser Zusammensetzung hat den besonderen Vorteil, daß die Indiuin/Zinndioxid-Schicht vollständig entfernt wird, ohne daß die Kupfer- und Chromschicht wesentlich angegriffen werden.
Statt Wasserstoffperoxid kann Salpetersäure verwendet werden. Die gunstigsten Ergebnisse ergeben sich mit einer Ätzflüssigkeit folgender Zusammensetzung.
200 ml Salzsäure (36 %) 79C ml Phosphorsäure (85 %) 10 ml Salpetersäure (65 %) oder 10 ml Wasserstoffperoxid (30 %) Die Arbeitstemperatur beim selektiven Ätzen nach der Erfindung beträgt 30 bis 500C (bevorzugt 4OC).
6 Patentansprüche

Claims

PatentanszAiche.

Ätzflüssigkeit zum selektiven Ätzen von Indium-, Zinndioxid- oder Indium/Zinndioxid-Schichten und Schichten, die aus Mischungen dieser Oxide bestehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ätze aus einem Gemisch von Salpetersäure und Phosphorsäure mit geringem Zusatz von Wasserstoffperoxid besteht.
2. Ätzflüssigkeit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ätze aus einem Gemisch von 36 Niger Salzsäure und 85 zeiger Phosphorsäure mit einem geringen Zusatz von 30 eisigem Wasserstoffperoxid besteht.
3. Ätzflüssigkeit nach Anspruch 2, d a d u l c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ätze folgende Zusammensetzung hat: Salzsäure (36 ): 100 bis 300 ml Phosphorsäure (85 %): 700 bis 900 ml Wasserstoffperoxid (30 %): 5 bis 50 ml
4. Ätzflüssigkeit nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ätze folgende Zusammensetzung hat: 200 ml Salzsäure (56 %) 790 ml Phosphorsäure (85 %) 10 ml Salpetersäure (65 %) 5. Ätzflüssigkeit nach Anspruch 2, d a d u r c h ¢ e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ätze folgende Zusammensetzung hat: 200 ml Salzsäure (36 %) 790 ml Phosphorsäure (85 %) 1') ml Wasserstoffperoxid (30 %)
5. Verfahren zum selektiven Ätzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Arbeitstemperatur 30 bis 50°C (bevorzugt 45°C) beträgt.