JP2004534397A - 配線用エッチング液とこれを利用した配線の製造方法及びこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法では、まず絶縁基板の上にゲート線、ゲート線と連結されているゲート電極及びゲートパッドを含むゲート配線を形成する。次に、ゲート絶縁膜及び半導体層を順次に形成し、ゲート線と交差するデータ線、データ線と連結されゲート電極に隣接するソース電極、ゲート電極に対してソース電極の対向側に位置するドレーン電極及びデータ線と連結されているデータ配線を形成する。次に、保護膜を積層し、保護膜をパターニングして少なくともドレーン電極を露出する接触孔を形成し、保護膜上部に銀または銀合金からなる導電膜を積層し、リン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液、またはリン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェートを含むエッチング液を利用して導電膜をパターニングし、接触孔を通じてドレーン電極と連結される反射膜を形成する。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は配線用エッチング液とこれを利用した配線の製造方法及びこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置または表示装置の配線は信号を伝達する手段として用いられるため信号遅延を抑制することが要求されている。信号遅延を防止する方法としては、低い抵抗を有する導電物質を利用して配線を形成する必要があり、このような導電物質としては最も低い比抵抗を有する銀を挙げることができる。しかし、銀または銀合金（Ａｇ ａｌｌｏｙ）を使用する場合に、マスクを利用する写真工程でパターニングするのが難しいという短所がある。
【０００３】
一方、液晶表示装置は、現在最も広く使われている平板表示装置の１つであって電極が形成されている２枚の基板とその間に挿入されている液晶層からなり、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。
液晶表示装置の中でも現在主に用いられているのは、２つの基板に電極が各々形成されていて電極に印加される電圧の電路を開閉する薄膜トランジスタを有する液晶表示装置であり、薄膜トランジスタは２つの基板のうち１つに形成されるのが一般的である。
【０００４】
このような液晶表示装置は、特定光源であるバックライトによって発光した光を透明な導電物質の画素電極である透過膜を透過させて画像を表示する透過型モードと、自然光を含む外部光を反射率のある導電物質の画素電極である反射膜に反射させて画像を表示する反射型モードに分けることができる。
反射型モードの液晶表示装置は、特定光源を使用しないため消費電力が少ない反面、反射膜から反射される光のみで画像を表示するので画質が劣る短所がある。このような短所を克服するために、反射膜として高い反射度を有する銀または銀合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金などを用いるのが好ましい。
【０００５】
しかし、銀または銀合金は、アルミニウムまたはアルミニウム合金より１５％程度の高い反射率を有しており、視認性向上などの効果を有しているが、通常の写真エッチングでパターニングするのが難しいという短所があり、反射膜として使用できない問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、良好にパターニングできる配線用エッチング液及びこれを利用した配線の製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、反射膜を良好にパターニングできる反射型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による配線の製造方法及びこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法では、銀または銀合金からなる導電膜をリン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェート（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｅｒｏｘｙｍｏｎｏｓｕｌｆａｔｅ;ｏｘｏｎｅ）を含むエッチング液またはリン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用してパターニングする。
【０００８】
この時、エッチング液は４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートを含む、または１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールを含むことが好ましく、銀合金は銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含み、前記合金用導電物質を１つまたは２つ含んで２元系または３元系からなることができる。このような配線用エッチング液及びこれを利用した配線の製造方法は薄膜トランジスタ基板の製造方法に適用できる。
【０００９】
本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法では、まず絶縁基板の上にゲート線と、ゲート線と連結されているゲート電極を含むゲート配線とを形成する。次に、ゲート絶縁膜及び半導体層を順次に積層し、ゲート線と交差するデータ線、データ線と連結されていてゲート電極に隣接するソース電極及びゲート電極に対してソース電極の対向側に位置するドレーン電極を含むデータ配線を形成する。次に、保護膜を積層しパターニングして少なくともドレーン電極を露出する第１接触孔を形成し、保護膜上部に銀または銀合金の導電膜を積層し、硝酸、酢酸、リン酸及びポタシウムパーオキシスルフェートを含むエッチング液または硝酸、酢酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用して導電膜をパターニングし、第１接触孔を通じてドレーン電極と連結される反射膜を形成する。この時、導電膜は１０００〜３０００Å範囲または３００〜６００Å範囲の厚さで形成でき、保護膜は感光性有機物質で形成されるのが好ましい。
【００１０】
ここで、ゲート配線は外部から走査信号の伝達を受けてゲート線に伝達するゲートパッドをさらに含み、データ配線は外部から映像信号の伝達を受けてデータ線に伝達するデータパッドをさらに含み、保護膜はデータパッド及びゲート絶縁膜と共にゲートパッドを露出する第２及び第３接触孔を有し、反射膜と同一層に第２及び第３接触孔を通じてゲートパッド及びデータパッドと電気的に連結される補助ゲートパッドと補助データパッドをさらに形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、リン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含むエッチング液またはリン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀または銀合金の導電膜パターニングすることで良好なエッチング比、テーパ角及び均一度を有する薄膜を得ることができ、低い抵抗と高い反射率を有する反射膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例による配線の製造方法とこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による配線の製造方法を示した断面図である。半導体装置、特に表示装置の配線は図１のように最も低い比抵抗を有する銀または銀合金の導電物質を含む配線用薄膜を基板１００上部に積層し、感光膜パターン５００をエッチングマスクとして利用してエッチング工程でパターニングして配線８００を形成する。
【００１３】
ところが、半導体製造工程で銀または銀合金からなる配線８００を良好にパターニングするためには、エッチング比が５０Å/ｓｅｃ以下であり、以後に形成される他の膜のプロファイルを考慮して側面のテーパ角（θ）が９０°以下であり、感光膜パターン５００と比較して減少する配線８００幅の許容範囲（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、２×ｄ）は１．０μｍ以下であり、このような許容範囲の均一度は５％以内であり、残留物は残らないのが好ましい。このために、本発明による配線の製造方法では、配線８００は湿式エッチングでパターニングし、１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールと１５〜７５％範囲の超純水を含むエッチング液、または４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含む配線用エッチング液を利用して配線８００をパターニングする。配線８００を銀合金で形成する場合、標的は銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含む。この時、合金用導電物質を１つまたは２つ含むことができるため銀合金は２元系または３元系合金からなることができる。実験例において純粋な銀を２０００Åの厚さに積層して５０％範囲のリン酸、５％範囲の硝酸、１０％範囲の酢酸及び１〜３％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートを含む配線用エッチング液を利用してパターニングした結果、エッチング比が４０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）が７０〜８０°程度、許容範囲が１．２〜１．４μｍ程度、許容範囲の均一度が３〜４％程度で各々良好なものと測定されており、残留物はなかった。また、他の実験例では、リン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用してＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金を１５００Åの厚さに積層してパターニングした結果、エッチング比が１５〜２０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）が３０〜８０゜程度、許容範囲が０．１〜１．０μｍ程度、許容範囲の均一度が１〜４％程度で各々良好なものと測定されており、残留物はなかった。これについて図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図２は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のエッチング比を示したものであり、図３は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のテーパ角を示したものであり、図４は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲を示したものであり、図５は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲に均一度を示したものであり、図６は本発明の実施例による配線の製造方法で配線幅の許容範囲を測定した位置を示したものである。
【００１５】
ここで、初期には１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して、銀合金配線のエッチング比、テーパ角、幅の許容範囲を各々１０回測定し、次に３〜６０％の範囲でリン酸成分を変化させ、１〜２０％の範囲で硝酸を変化させ、３〜６０％の範囲で酢酸を変化させ、０．１〜２０％の範囲でエチレングリコールを変化させて銀合金配線のエッチング比、テーパ角、幅の許容範囲を各々測定した。図２〜図４で、Ｘはリン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコール成分を各々変数として示したものである。また、均一度は３００ｍｍ×４００ｍｍ程度の大きさを有する基板上部にＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕ銀合金の薄膜を積層し、２．０４″反射膜を形成するために１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用してパターニングした後、図６のように９カ所の測定位置で各々４回ずつ許容範囲を測定した。
【００１６】
図２に太線で示すように、１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀合金配線をエッチングした時に１７．６〜１８．４Å/ｓｅｃ程度でエッチング比が良好に測定されており、１０〜３０％の範囲でリン酸、５〜１５％の範囲で硝酸、１０〜３０％の範囲で酢酸、及び１〜１０％の範囲でエチレングリコールを変化させた時に各々エッチング比が１４．９〜２０．３Å/ｓｅｃの範囲でエッチング比が良好に測定された。
【００１７】
図３に太線で示すように、１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀合金配線をエッチングした時４５〜７９°程度でテーパ角が良好に測定されており、１０〜３０％の範囲でリン酸、５〜１５％の範囲で硝酸、１０〜３０％の範囲で酢酸及び１〜１０％の範囲でエチレングリコールを変化させた時に各々エッチング比が３１〜６３°範囲でテーパ角が良好に測定された。
【００１８】
図４に太線で示すように、１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀合金配線をエッチングした時に許容範囲が０．９〜１．０μｍ程度の範囲でエッチング比が良好に測定されており、１０〜３０％の範囲でリン酸、５〜１５％の範囲で硝酸、１０〜３０％の範囲で酢酸及び１〜１０％の範囲でエチレングリコールを変化させた時に各々許容範囲が０．３〜１．０μｍの範囲でエッチング比が良好に測定された。
【００１９】
また、図５及び図６のように、９カ所で許容範囲を測定して均一度を計算した結果、１．６５〜２．１５％程度で良好なものであった。
一方、リン酸、硝酸及び酢酸のみを含むアルミニウムエッチング液を利用して銀合金薄膜をパターニングした結果、エッチング比が５００Å/ｓｅｃ程度と高過ぎたためパターニングを調節できず、部分的にエッチングが不均一になり、アルミニウムエッチング液では銀合金の薄膜をパターニングするのは難しかった。
【００２０】
このような本発明の実施例による配線の製造方法は、反射型液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ基板の製造方法に適用することができる。
まず、図７及び図８を参照して本発明の実施例による液晶表示装置の構造について詳細に説明する。
図７は本発明の実施例による反射型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図であり、図８は図７に示した薄膜トランジスタ基板のVIII-VIII'線に沿った断面図である。
【００２１】
絶縁基板１０の上に低い抵抗を有する銀または銀合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる単一膜またはこれを含む多層膜からなるゲート配線が形成されている。ゲート配線は横方向にのびているゲート線２２、ゲート線２２端部に連結されていて外部からのゲート信号の印加を受けてゲート線に伝達するゲートパッド２４及びゲート線２２に連結されている薄膜トランジスタのゲート電極２６を含む。また、ゲート配線は上板の共通電極に入力される共通電極電圧などの電圧の印加を外部から受ける維持電極をさらに含むことができ、このような維持電極は後述する反射膜８２と重なって画素の電荷保存能力を向上させる維持蓄電器を構成する。
【００２２】
基板１０の上には窒化ケイ素ＳｉＮｘなどからなるゲート絶縁膜３０がゲート配線２２、２４、２６を覆っている。
ゲート電極２４のゲート絶縁膜３０上部には非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層４０が形成されており、半導体層４０上部にはシリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた抵抗接触層５５、５６が各々形成されている。
【００２３】
抵抗接触層５５、５６及びゲート絶縁膜３０の上にはアルミニウムまたは銀のような低い抵抗の導電物質からなる導電膜を含むデータ配線が形成されている。データ配線は縦方向に形成されてゲート線２２と交差して画素領域を定義するデータ線６２、データ線６２に連結されて抵抗接触層５５の上部までのびているソース電極６５、データ線６２の一端に連結されていて外部からの画像信号の印加を受けるデータパッド６８、ソース電極６５と分離されていてゲート電極２６に対してソース電極６５の反対側抵抗接触層５６上部に形成されているドレーン電極６６を含む。
【００２４】
データ配線６２、６５、６６、６８及びこれらによって覆われない半導体層４０上部には平坦化特性が良く感光性を有する有機物質からなる保護膜７０が形成されている。この時、保護膜７０の表面は以後形成される反射膜８２の反射効率を極大化するために凹凸パターンとなっている。ここで、保護膜７０は窒化ケイ素からなる絶縁膜をさらに含むことができる。
【００２５】
保護膜７０にはドレーン電極６６及びデータパッド６８を各々露出する接触孔７６、７８が形成されており、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出する接触孔７４が形成されている。
保護膜７０上部には接触孔７６を通じてドレーン電極６６と電気的に連結されて画素領域に位置しており、銀または銀合金からなる反射膜８２が形成されている。この時、反射膜８２が銀合金である場合には銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含む。この時、合金用導電物質を一つまたは二つ含むことができ、銀合金は２元系または３元系合金からなることができる。また、保護膜７０上には接触孔７４、７８を通じて各々ゲートパッド２４及びデータパッド６８と連結されている補助ゲートパッド８４及び補助データパッド８８が形成されている。ここで、補助ゲート及びデータパッド８４、８８はゲート及びデータパッド２４、６８を保護するためのもので必須のものではない。
【００２６】
以下、図９ａ〜図１２ｂ及び図７及び図８を参照して本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法について具体的に説明する。
まず、図９ａ及び図９ｂに示すように、ガラス基板１０上部に低抵抗の導電物質を積層し、マスクを利用した写真エッチング工程でパターニングして、ゲート線２２、ゲート電極２６及びゲートパッド２４を含む横方向のゲート配線を形成する。
【００２７】
次に、図１０ａ及び図１０ｂに示すように、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０、非晶質シリコンからなる半導体層４０、ドーピングされた非晶質シリコン層５０の３層膜を連続して積層し、マスクを利用したパターニング工程で半導体層４０とドーピングされた非晶質シリコン層５０をパターニングして、ゲート電極２４と対向するゲート絶縁膜３０上部に半導体層４０と抵抗接触層５０を形成する。
【００２８】
次に、図１１ａ〜図１１ｂに示すように、データ配線用導電膜を積層した後、マスクを利用した写真工程でパターニングしてゲート線２２と交差するデータ線６２、データ線６２と連結されゲート電極２６上部までのびているソース電極６５、データ線６２は一端に連結されているデータパッド６８及びソース電極６５と分離されゲート電極２６を中心にソース電極６５と対向するドレーン電極６６を含むデータ配線を形成する。
【００２９】
次に、データ配線６２、６５、６６、６８で覆われないドーピングされた非晶質シリコン層パターン５０をエッチングしてゲート電極２６を中心に両側に分離させる一方、両側のドーピングされた非晶質シリコン層５５、５６の間の半導体層パターン４０を露出させる。次に、露出された半導体層４０の表面を安定化するために酸素プラズマ処理を実施するのが好ましい。
【００３０】
次に、図１２ａ及び１２ｂに示すように、平坦化特性が良く感光性を有する有機物質を基板１０の上部にコーティングして保護膜７０を形成する。次に、マスクを利用した写真工程でゲート絶縁膜３０と共にパターニングして、ゲートパッド２４、ドレーン電極６６及びデータパッド６８を露出する接触孔７４、７６、７８を形成すると同時に保護膜７０の上部に凹凸パターンを形成する。
【００３１】
次に、図７及び図８のように、反射率を有する銀または銀合金を１０００〜３０００Å、さらに好ましくは１５００Å程度の厚さで積層し、マスクを利用した写真エッチング工程でパターニングして接触孔７６を通じてドレーン電極６６と連結される反射膜８２と接触孔７４、７８を通じてゲートパッド２４及びデータパッド６８と各々連結される補助ゲートパッド８６及び補助データパッド８８を各々形成する。この時、前述したように、パターニング工程は湿式エッチングで実施し、１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールを含むエッチング液、または４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含むエッチング液を使用する。純粋な銀を２０００Åの厚さで積層し、５０％範囲のリン酸、５％範囲の硝酸、１０％範囲の酢酸、及び１〜３％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートを含む配線用エッチング液を利用してパターニングした結果、エッチング比は４０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）は７０〜８０°程度、許容範囲は１．２〜１．４μｍ程度、許容範囲の均一度は３〜４％程度で各々良好に測定されており、残留物はなかった。また、銀合金はＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金を１５００Åの厚さで積層し、酢酸、硝酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用して湿式エッチングを常温で３０〜９０ｓｅｃ範囲の間実施した。このような工程によって完成した薄膜トランジスタ基板は、２．０４″または３．５″の反射型モードの液晶表示装置に適用するためのものであり、３００ｍｍ×４００ｍｍの大きさを有する基板で行われた。この時にもエッチング比は１５〜２０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）は３０〜８０°程度、許容範囲（ｄ）は０．１〜０．５μｍ程度、許容範囲（ｄ）の均一性は１〜４％程度で各々良好に測定されており、残留物はなかった。
【００３２】
ここで、銀または銀合金の反射膜８２を３００〜６００Å程度の範囲で形成する場合、反射膜８２は反射率と透過率を両方有することになり、反射型モードと透過型モードを同時に利用して画像を表示する反射透過型液晶表示装置に適用できる。
このような液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法で、許容範囲を測定するために基板１０上部に棒型の薄膜を形成したり、十字状の間隔を有する薄膜を形成し、酢酸、硝酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を使用した。これについて図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１３及び図１４は本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定するために形成した薄膜の模様を示す平面図であり、図１５は本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定した結果を示す表である。ここで、許容範囲を測定した位置は図５に示したものと同じである。
図１３及び図１４のように、本発明の実施例による製造方法で薄膜８００は棒型で形成して薄膜８００の幅ｄ１を測定しており、薄膜８００の間隔が十字状になるように薄膜８００を形成して水平及び垂直方向で薄膜８００の間隔ｄ２、ｄ３を測定した。
【００３４】
図１５のように、薄膜８００の幅ｄ１は８．５〜９．５μｍの範囲で良好に測定されており、水平及び垂直方向で薄膜８００間の間隔ｄ２、ｄ３においても４．５〜５．５μｍの範囲で良好に測定された。
次に、本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造工程で時間経過によって変化するエッチング液成分の含量変化に対して具体的に説明する。
【００３５】
図１６〜図１８は本発明の実施例による製造方法で時間経過によってリン酸、硝酸、酢酸の含量変化を示すグラフである。ここで、銀合金（ＡｇＰｄＣｕ ａｌｌｏｙ）を用いて１５００Å程度の厚さで積層した。図１６〜図１８のように、リン酸及び硝酸の含量は湿式エッチングが実施されて時間経過によって増加さしており、酢酸の含量は減少した。
次に、銀または銀合金からなる反射膜の反射度及び抵抗に対して図面を参照して具体的に説明する。
【００３６】
図１９はＡｌ-Ｎｄのアルミニウム合金と銀とＡｇ-Ｃｕ-Ａｕ及びＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対して波長の変化による反射度の変化を示すグラフである。図２０はＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対してスパッタリング圧力の変化による抵抗の変化を示すグラフである。図２０で５０℃及び１５０℃は積層温度である。
図１９のように、アルミニウム合金の反射膜の反射度より銀または銀合金の反射膜の反射度が約１５％程度高い。
【００３７】
また、図２０のように、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ銀合金の抵抗は２．０２〜３．５１μΩｃｍ範囲で測定されており、積層温度が５０℃の場合より１５０℃である場合に抵抗が低いものと測定された。通常アルミニウム合金の反射膜抵抗は５μΩｃｍであるのに対して銀合金の反射膜抵抗は平均２．５μΩｃｍとなっていて、銀合金を利用して反射膜を形成することによって抵抗を５０％程度低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例による配線の製造方法を示した断面図である。
【図２】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のエッチング比を示したものである。
【図３】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のテーパ角を示したものである。
【図４】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲を示したものである。
【図５】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲に均一度を示したものである。
【図６】本発明の実施例による配線の製造方法で配線幅の許容範囲を測定した位置を示したものである。
【図７】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって完成した反射型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の構造を示した配置図である。
【図８】図７のVIII-VIII'線に沿った断面図である。
【図９ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図９ｂ】図９ａのIXb-IXb'線に沿った断面図である。
【図１０ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図１０ｂ】図１０ａのXb-Xb'線に沿った断面図で、図９ｂの次の段階を示す。
【図１１ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図１１ｂ】図１１ａのXIb-XIb'線に沿った断面図で、図１０ｂの次の段階を示す。
【図１２ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図１２ｂ】図１２ａのXIIb-XIIb'線に沿った断面図で、図１１ｂの次の段階を示す。
【図１３】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定するために形成した薄膜の模様を示した平面図である。
【図１４】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定するために形成した薄膜の模様を示した平面図である。
【図１５】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定した結果を示したものである。
【図１６】本発明の実施例による製造方法で時間の経過によるリン酸の含量変化を示したグラフである。
【図１７】本発明の実施例による製造方法で時間の経過による硝酸の含量変化を示したグラフである。
【図１８】本発明の実施例による製造方法で時間の経過による酢酸の含量変化を示したグラフである。
【図１９】Ａｌ-Ｎｄのアルミニウム合金と銀とＡｇ-Ｃｕ-Ａｕ及びＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対して波長の変化による反射度の変化を示したグラフである。
【図２０】Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対してスパッタリング圧力の変化による抵抗の変化を示したグラフである。
【０００１】
本発明は配線用エッチング液とこれを利用した配線の製造方法及びこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置または表示装置の配線は信号を伝達する手段として用いられるため信号遅延を抑制することが要求されている。信号遅延を防止する方法としては、低い抵抗を有する導電物質を利用して配線を形成する必要があり、このような導電物質としては最も低い比抵抗を有する銀を挙げることができる。しかし、銀または銀合金（Ａｇ ａｌｌｏｙ）を使用する場合に、マスクを利用する写真工程でパターニングするのが難しいという短所がある。
【０００３】
一方、液晶表示装置は、現在最も広く使われている平板表示装置の１つであって電極が形成されている２枚の基板とその間に挿入されている液晶層からなり、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。
液晶表示装置の中でも現在主に用いられているのは、２つの基板に電極が各々形成されていて電極に印加される電圧の電路を開閉する薄膜トランジスタを有する液晶表示装置であり、薄膜トランジスタは２つの基板のうち１つに形成されるのが一般的である。
【０００４】
このような液晶表示装置は、特定光源であるバックライトによって発光した光を透明な導電物質の画素電極である透過膜を透過させて画像を表示する透過型モードと、自然光を含む外部光を反射率のある導電物質の画素電極である反射膜に反射させて画像を表示する反射型モードに分けることができる。
反射型モードの液晶表示装置は、特定光源を使用しないため消費電力が少ない反面、反射膜から反射される光のみで画像を表示するので画質が劣る短所がある。このような短所を克服するために、反射膜として高い反射度を有する銀または銀合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金などを用いるのが好ましい。
【０００５】
しかし、銀または銀合金は、アルミニウムまたはアルミニウム合金より１５％程度の高い反射率を有しており、視認性向上などの効果を有しているが、通常の写真エッチングでパターニングするのが難しいという短所があり、反射膜として使用できない問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、良好にパターニングできる配線用エッチング液及びこれを利用した配線の製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、反射膜を良好にパターニングできる反射型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による配線の製造方法及びこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法では、銀または銀合金からなる導電膜をリン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェート（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｅｒｏｘｙｍｏｎｏｓｕｌｆａｔｅ;ｏｘｏｎｅ）を含むエッチング液またはリン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用してパターニングする。
【０００８】
この時、エッチング液は４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートを含む、または１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールを含むことが好ましく、銀合金は銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含み、前記合金用導電物質を１つまたは２つ含んで２元系または３元系からなることができる。このような配線用エッチング液及びこれを利用した配線の製造方法は薄膜トランジスタ基板の製造方法に適用できる。
【０００９】
本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法では、まず絶縁基板の上にゲート線と、ゲート線と連結されているゲート電極を含むゲート配線とを形成する。次に、ゲート絶縁膜及び半導体層を順次に積層し、ゲート線と交差するデータ線、データ線と連結されていてゲート電極に隣接するソース電極及びゲート電極に対してソース電極の対向側に位置するドレーン電極を含むデータ配線を形成する。次に、保護膜を積層しパターニングして少なくともドレーン電極を露出する第１接触孔を形成し、保護膜上部に銀または銀合金の導電膜を積層し、硝酸、酢酸、リン酸及びポタシウムパーオキシスルフェートを含むエッチング液または硝酸、酢酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用して導電膜をパターニングし、第１接触孔を通じてドレーン電極と連結される反射膜を形成する。この時、導電膜は１０００〜３０００Å範囲または３００〜６００Å範囲の厚さで形成でき、保護膜は感光性有機物質で形成されるのが好ましい。
【００１０】
ここで、ゲート配線は外部から走査信号の伝達を受けてゲート線に伝達するゲートパッドをさらに含み、データ配線は外部から映像信号の伝達を受けてデータ線に伝達するデータパッドをさらに含み、保護膜はデータパッド及びゲート絶縁膜と共にゲートパッドを露出する第２及び第３接触孔を有し、反射膜と同一層に第２及び第３接触孔を通じてゲートパッド及びデータパッドと電気的に連結される補助ゲートパッドと補助データパッドをさらに形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、リン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含むエッチング液またはリン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀または銀合金の導電膜パターニングすることで良好なエッチング比、テーパ角及び均一度を有する薄膜を得ることができ、低い抵抗と高い反射率を有する反射膜を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例による配線の製造方法とこれを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による配線の製造方法を示した断面図である。半導体装置、特に表示装置の配線は図１のように最も低い比抵抗を有する銀または銀合金の導電物質を含む配線用薄膜を基板１００上部に積層し、感光膜パターン５００をエッチングマスクとして利用してエッチング工程でパターニングして配線８００を形成する。
【００１３】
ところが、半導体製造工程で銀または銀合金からなる配線８００を良好にパターニングするためには、エッチング比が５０Å/ｓｅｃ以下であり、以後に形成される他の膜のプロファイルを考慮して側面のテーパ角（θ）が９０°以下であり、感光膜パターン５００と比較して減少する配線８００幅の許容範囲（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、２×ｄ）は１．０μｍ以下であり、このような許容範囲の均一度は５％以内であり、残留物は残らないのが好ましい。このために、本発明による配線の製造方法では、配線８００は湿式エッチングでパターニングし、１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールと１５〜７５％範囲の超純水を含むエッチング液、または４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含む配線用エッチング液を利用して配線８００をパターニングする。配線８００を銀合金で形成する場合、標的は銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含む。この時、合金用導電物質を１つまたは２つ含むことができるため銀合金は２元系または３元系合金からなることができる。実験例において純粋な銀を２０００Åの厚さに積層して５０％範囲のリン酸、５％範囲の硝酸、１０％範囲の酢酸及び１〜３％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートを含む配線用エッチング液を利用してパターニングした結果、エッチング比が４０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）が７０〜８０°程度、許容範囲が１．２〜１．４μｍ程度、許容範囲の均一度が３〜４％程度で各々良好なものと測定されており、残留物はなかった。また、他の実験例では、リン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用してＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金を１５００Åの厚さに積層してパターニングした結果、エッチング比が１５〜２０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）が３０〜８０゜程度、許容範囲が０．１〜１．０μｍ程度、許容範囲の均一度が１〜４％程度で各々良好なものと測定されており、残留物はなかった。これについて図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図２は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のエッチング比を示したものであり、図３は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のテーパ角を示したものであり、図４は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲を示したものであり、図５は本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲に均一度を示したものであり、図６は本発明の実施例による配線の製造方法で配線幅の許容範囲を測定した位置を示したものである。
【００１５】
ここで、初期には１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して、銀合金配線のエッチング比、テーパ角、幅の許容範囲を各々１０回測定し、次に３〜６０％の範囲でリン酸成分を変化させ、１〜２０％の範囲で硝酸を変化させ、３〜６０％の範囲で酢酸を変化させ、０．１〜２０％の範囲でエチレングリコールを変化させて銀合金配線のエッチング比、テーパ角、幅の許容範囲を各々測定した。図２〜図４で、Ｘはリン酸、硝酸、酢酸及びエチレングリコール成分を各々変数として示したものである。また、均一度は３００ｍｍ×４００ｍｍ程度の大きさを有する基板上部にＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕ銀合金の薄膜を積層し、２．０４″反射膜を形成するために１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用してパターニングした後、図６のように９カ所の測定位置で各々４回ずつ許容範囲を測定した。
【００１６】
図２に太線で示すように、１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀合金配線をエッチングした時に１７．６〜１８．４Å/ｓｅｃ程度でエッチング比が良好に測定されており、１０〜３０％の範囲でリン酸、５〜１５％の範囲で硝酸、１０〜３０％の範囲で酢酸、及び１〜１０％の範囲でエチレングリコールを変化させた時に各々エッチング比が１４．９〜２０．３Å/ｓｅｃの範囲でエッチング比が良好に測定された。
【００１７】
図３に太線で示すように、１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀合金配線をエッチングした時４５〜７９°程度でテーパ角が良好に測定されており、１０〜３０％の範囲でリン酸、５〜１５％の範囲で硝酸、１０〜３０％の範囲で酢酸及び１〜１０％の範囲でエチレングリコールを変化させた時に各々エッチング比が３１〜６３°範囲でテーパ角が良好に測定された。
【００１８】
図４に太線で示すように、１０％程度のリン酸、１１％程度の硝酸、３０％程度の酢酸及び３％程度のエチレングリコールを含むエッチング液を利用して銀合金配線をエッチングした時に許容範囲が０．９〜１．０μｍ程度の範囲でエッチング比が良好に測定されており、１０〜３０％の範囲でリン酸、５〜１５％の範囲で硝酸、１０〜３０％の範囲で酢酸及び１〜１０％の範囲でエチレングリコールを変化させた時に各々許容範囲が０．３〜１．０μｍの範囲でエッチング比が良好に測定された。
【００１９】
また、図５及び図６のように、９カ所で許容範囲を測定して均一度を計算した結果、１．６５〜２．１５％程度で良好なものであった。
一方、リン酸、硝酸及び酢酸のみを含むアルミニウムエッチング液を利用して銀合金薄膜をパターニングした結果、エッチング比が５００Å/ｓｅｃ程度と高過ぎたためパターニングを調節できず、部分的にエッチングが不均一になり、アルミニウムエッチング液では銀合金の薄膜をパターニングするのは難しかった。
【００２０】
このような本発明の実施例による配線の製造方法は、反射型液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ基板の製造方法に適用することができる。
まず、図７及び図８を参照して本発明の実施例による液晶表示装置の構造について詳細に説明する。
図７は本発明の実施例による反射型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の配置図であり、図８は図７に示した薄膜トランジスタ基板のVIII-VIII'線に沿った断面図である。
【００２１】
絶縁基板１０の上に低い抵抗を有する銀または銀合金またはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる単一膜またはこれを含む多層膜からなるゲート配線が形成されている。ゲート配線は横方向にのびているゲート線２２、ゲート線２２端部に連結されていて外部からのゲート信号の印加を受けてゲート線に伝達するゲートパッド２４及びゲート線２２に連結されている薄膜トランジスタのゲート電極２６を含む。また、ゲート配線は上板の共通電極に入力される共通電極電圧などの電圧の印加を外部から受ける維持電極をさらに含むことができ、このような維持電極は後述する反射膜８２と重なって画素の電荷保存能力を向上させる維持蓄電器を構成する。
【００２２】
基板１０の上には窒化ケイ素ＳｉＮｘなどからなるゲート絶縁膜３０がゲート配線２２、２４、２６を覆っている。
ゲート電極２４のゲート絶縁膜３０上部には非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層４０が形成されており、半導体層４０上部にはシリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた抵抗接触層５５、５６が各々形成されている。
【００２３】
抵抗接触層５５、５６及びゲート絶縁膜３０の上にはアルミニウムまたは銀のような低い抵抗の導電物質からなる導電膜を含むデータ配線が形成されている。データ配線は縦方向に形成されてゲート線２２と交差して画素領域を定義するデータ線６２、データ線６２に連結されて抵抗接触層５５の上部までのびているソース電極６５、データ線６２の一端に連結されていて外部からの画像信号の印加を受けるデータパッド６８、ソース電極６５と分離されていてゲート電極２６に対してソース電極６５の反対側抵抗接触層５６上部に形成されているドレーン電極６６を含む。
【００２４】
データ配線６２、６５、６６、６８及びこれらによって覆われない半導体層４０上部には平坦化特性が良く感光性を有する有機物質からなる保護膜７０が形成されている。この時、保護膜７０の表面は以後形成される反射膜８２の反射効率を極大化するために凹凸パターンとなっている。ここで、保護膜７０は窒化ケイ素からなる絶縁膜をさらに含むことができる。
【００２５】
保護膜７０にはドレーン電極６６及びデータパッド６８を各々露出する接触孔７６、７８が形成されており、ゲート絶縁膜３０と共にゲートパッド２４を露出する接触孔７４が形成されている。
保護膜７０上部には接触孔７６を通じてドレーン電極６６と電気的に連結されて画素領域に位置しており、銀または銀合金からなる反射膜８２が形成されている。この時、反射膜８２が銀合金である場合には銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含む。この時、合金用導電物質を一つまたは二つ含むことができ、銀合金は２元系または３元系合金からなることができる。また、保護膜７０上には接触孔７４、７８を通じて各々ゲートパッド２４及びデータパッド６８と連結されている補助ゲートパッド８４及び補助データパッド８８が形成されている。ここで、補助ゲート及びデータパッド８４、８８はゲート及びデータパッド２４、６８を保護するためのもので必須のものではない。
【００２６】
以下、図９ａ〜図１２ｂ及び図７及び図８を参照して本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法について具体的に説明する。
まず、図９ａ及び図９ｂに示すように、ガラス基板１０上部に低抵抗の導電物質を積層し、マスクを利用した写真エッチング工程でパターニングして、ゲート線２２、ゲート電極２６及びゲートパッド２４を含む横方向のゲート配線を形成する。
【００２７】
次に、図１０ａ及び図１０ｂに示すように、窒化ケイ素からなるゲート絶縁膜３０、非晶質シリコンからなる半導体層４０、ドーピングされた非晶質シリコン層５０の３層膜を連続して積層し、マスクを利用したパターニング工程で半導体層４０とドーピングされた非晶質シリコン層５０をパターニングして、ゲート電極２４と対向するゲート絶縁膜３０上部に半導体層４０と抵抗接触層５０を形成する。
【００２８】
次に、図１１ａ〜図１１ｂに示すように、データ配線用導電膜を積層した後、マスクを利用した写真工程でパターニングしてゲート線２２と交差するデータ線６２、データ線６２と連結されゲート電極２６上部までのびているソース電極６５、データ線６２は一端に連結されているデータパッド６８及びソース電極６５と分離されゲート電極２６を中心にソース電極６５と対向するドレーン電極６６を含むデータ配線を形成する。
【００２９】
次に、データ配線６２、６５、６６、６８で覆われないドーピングされた非晶質シリコン層パターン５０をエッチングしてゲート電極２６を中心に両側に分離させる一方、両側のドーピングされた非晶質シリコン層５５、５６の間の半導体層パターン４０を露出させる。次に、露出された半導体層４０の表面を安定化するために酸素プラズマ処理を実施するのが好ましい。
【００３０】
次に、図１２ａ及び１２ｂに示すように、平坦化特性が良く感光性を有する有機物質を基板１０の上部にコーティングして保護膜７０を形成する。次に、マスクを利用した写真工程でゲート絶縁膜３０と共にパターニングして、ゲートパッド２４、ドレーン電極６６及びデータパッド６８を露出する接触孔７４、７６、７８を形成すると同時に保護膜７０の上部に凹凸パターンを形成する。
【００３１】
次に、図７及び図８のように、反射率を有する銀または銀合金を１０００〜３０００Å、さらに好ましくは１５００Å程度の厚さで積層し、マスクを利用した写真エッチング工程でパターニングして接触孔７６を通じてドレーン電極６６と連結される反射膜８２と接触孔７４、７８を通じてゲートパッド２４及びデータパッド６８と各々連結される補助ゲートパッド８６及び補助データパッド８８を各々形成する。この時、前述したように、パターニング工程は湿式エッチングで実施し、１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールを含むエッチング液、または４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含むエッチング液を使用する。純粋な銀を２０００Åの厚さで積層し、５０％範囲のリン酸、５％範囲の硝酸、１０％範囲の酢酸、及び１〜３％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートを含む配線用エッチング液を利用してパターニングした結果、エッチング比は４０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）は７０〜８０°程度、許容範囲は１．２〜１．４μｍ程度、許容範囲の均一度は３〜４％程度で各々良好に測定されており、残留物はなかった。また、銀合金はＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金を１５００Åの厚さで積層し、酢酸、硝酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を利用して湿式エッチングを常温で３０〜９０ｓｅｃ範囲の間実施した。このような工程によって完成した薄膜トランジスタ基板は、２．０４″または３．５″の反射型モードの液晶表示装置に適用するためのものであり、３００ｍｍ×４００ｍｍの大きさを有する基板で行われた。この時にもエッチング比は１５〜２０Å/ｓｅｃ程度、テーパ各（θ）は３０〜８０°程度、許容範囲（ｄ）は０．１〜０．５μｍ程度、許容範囲（ｄ）の均一性は１〜４％程度で各々良好に測定されており、残留物はなかった。
【００３２】
ここで、銀または銀合金の反射膜８２を３００〜６００Å程度の範囲で形成する場合、反射膜８２は反射率と透過率を両方有することになり、反射型モードと透過型モードを同時に利用して画像を表示する反射透過型液晶表示装置に適用できる。
このような液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の製造方法で、許容範囲を測定するために基板１０上部に棒型の薄膜を形成したり、十字状の間隔を有する薄膜を形成し、酢酸、硝酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液を使用した。これについて図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１３及び図１４は本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定するために形成した薄膜の模様を示す平面図であり、図１５は本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定した結果を示す表である。ここで、許容範囲を測定した位置は図５に示したものと同じである。
図１３及び図１４のように、本発明の実施例による製造方法で薄膜８００は棒型で形成して薄膜８００の幅ｄ１を測定しており、薄膜８００の間隔が十字状になるように薄膜８００を形成して水平及び垂直方向で薄膜８００の間隔ｄ２、ｄ３を測定した。
【００３４】
図１５のように、薄膜８００の幅ｄ１は８．５〜９．５μｍの範囲で良好に測定されており、水平及び垂直方向で薄膜８００間の間隔ｄ２、ｄ３においても４．５〜５．５μｍの範囲で良好に測定された。
次に、本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造工程で時間経過によって変化するエッチング液成分の含量変化に対して具体的に説明する。
【００３５】
図１６〜図１８は本発明の実施例による製造方法で時間経過によってリン酸、硝酸、酢酸の含量変化を示すグラフである。ここで、銀合金（ＡｇＰｄＣｕ ａｌｌｏｙ）を用いて１５００Å程度の厚さで積層した。図１６〜図１８のように、リン酸及び硝酸の含量は湿式エッチングが実施されて時間経過によって増加さしており、酢酸の含量は減少した。
次に、銀または銀合金からなる反射膜の反射度及び抵抗に対して図面を参照して具体的に説明する。
【００３６】
図１９はＡｌ-Ｎｄのアルミニウム合金と銀とＡｇ-Ｃｕ-Ａｕ及びＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対して波長の変化による反射度の変化を示すグラフである。図２０はＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対してスパッタリング圧力の変化による抵抗の変化を示すグラフである。図２０で５０℃及び１５０℃は積層温度である。
図１９のように、アルミニウム合金の反射膜の反射度より銀または銀合金の反射膜の反射度が約１５％程度高い。
【００３７】
また、図２０のように、Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕ銀合金の抵抗は２．０２〜３．５１μΩｃｍ範囲で測定されており、積層温度が５０℃の場合より１５０℃である場合に抵抗が低いものと測定された。通常アルミニウム合金の反射膜抵抗は５μΩｃｍであるのに対して銀合金の反射膜抵抗は平均２．５μΩｃｍとなっていて、銀合金を利用して反射膜を形成することによって抵抗を５０％程度低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例による配線の製造方法を示した断面図である。
【図２】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のエッチング比を示したものである。
【図３】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化による銀合金配線のテーパ角を示したものである。
【図４】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲を示したものである。
【図５】本発明の実施例による配線の製造方法でエッチング液の成分変化によって銀合金配線幅の許容範囲に均一度を示したものである。
【図６】本発明の実施例による配線の製造方法で配線幅の許容範囲を測定した位置を示したものである。
【図７】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法によって完成した反射型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板の構造を示した配置図である。
【図８】図７のVIII-VIII'線に沿った断面図である。
【図９ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図９ｂ】図９ａのIXb-IXb'線に沿った断面図である。
【図１０ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図１０ｂ】図１０ａのXb-Xb'線に沿った断面図で、図９ｂの次の段階を示す。
【図１１ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図１１ｂ】図１１ａのXIb-XIb'線に沿った断面図で、図１０ｂの次の段階を示す。
【図１２ａ】本発明の実施例による反透過型液晶表示装置用薄膜トランジスタ基板を製造する中間過程での薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図１２ｂ】図１２ａのXIIb-XIIb'線に沿った断面図で、図１１ｂの次の段階を示す。
【図１３】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定するために形成した薄膜の模様を示した平面図である。
【図１４】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定するために形成した薄膜の模様を示した平面図である。
【図１５】本発明の実施例による薄膜トランジスタ基板の製造方法で許容範囲を測定した結果を示したものである。
【図１６】本発明の実施例による製造方法で時間の経過によるリン酸の含量変化を示したグラフである。
【図１７】本発明の実施例による製造方法で時間の経過による硝酸の含量変化を示したグラフである。
【図１８】本発明の実施例による製造方法で時間の経過による酢酸の含量変化を示したグラフである。
【図１９】Ａｌ-Ｎｄのアルミニウム合金と銀とＡｇ-Ｃｕ-Ａｕ及びＡｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対して波長の変化による反射度の変化を示したグラフである。
【図２０】Ａｇ-Ｐｄ-Ｃｕの銀合金に対してスパッタリング圧力の変化による抵抗の変化を示したグラフである。
Claims (13)
- 硝酸、酢酸、リン酸及びポタシウムパーオキシスルフェートまたは硝酸、酢酸、リン酸及びエチレングリコールを含む配線用エッチング液。
- 前記配線用エッチング液は、４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートと残り％範囲の超純水を含む、または１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールと残り％範囲の超純水を含む請求項１に記載の配線用エッチング液。
- 前記配線用エッチング液は銀または銀合金からなる導電膜をエッチングするためのエッチング液である請求項１に記載の配線用エッチング液。
- 銀または銀合金からなる導電膜を積層する段階と、硝酸、酢酸、リン酸及びエチレングリコールを含むエッチング液またはリン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェートを含むエッチング液を利用して前記導電膜をパターニングする段階とを含む配線の製造方法。
- 前記エッチング液は１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸、１〜１０％範囲のエチレングリコール及び残り％範囲の超純水、または４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートと残り％範囲の超純水を含む請求項４に記載の配線の製造方法。
- 前記銀合金は銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含み、前記合金用導電物質を１つまたは２つ含んで２元系または３元系からなる請求項４に記載の配線の製造方法。
- 絶縁基板の上にゲート線、前記ゲート線と連結されているゲート電極を含むゲート配線を形成する段階と、ゲート絶縁膜を積層する段階と、半導体層を形成する段階と、前記ゲート線と交差するデータ線、前記データ線と連結されていて前記ゲート電極に隣接するソース電極及び前記ゲート電極に対して前記ソース電極の対向側に位置するドレーン電極を含むデータ配線を形成する段階と、保護膜を積層する段階と、前記保護膜をパターニングして少なくとも前記ドレーン電極を露出する第１接触孔を形成する段階と、前記保護膜上部に銀または銀合金の導電膜を積層する段階と、リン酸、硝酸、酢酸及びポタシウムパーオキシスルフェートとその他として超純水を含むエッチング液または硝酸、酢酸、リン酸及びエチレングリコールとその他として超純水を含むエッチング液を利用して前記導電膜をパターニングし、前記第１接触孔を通じて前記ドレーン電極と連結される反射膜を形成する段階とを含む薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記エッチング液は４０〜６０％範囲のリン酸、１〜１０％範囲の硝酸、５〜１５％範囲の酢酸及び１〜５％範囲のポタシウムパーオキシスルフェートと残り％範囲の超純水、または１０〜３０％範囲のリン酸、５〜１５％範囲の硝酸、１０〜３０％範囲の酢酸及び１〜１０％範囲のエチレングリコールと残り％範囲の超純水を含む請求項７に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記銀合金は銀を基本物質として原子百分率０．０１〜２０ａｔｏｍｉｃ％未満のＰｄ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｐｕ、Ｎｐ、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃａ、Ｌａ、Ｎｂ、ＮｄまたはＳｍなどの合金用導電物質を含み、前記合金用導電物質を１つまたは２つ含んで２元系または３元系からなる請求項７に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記導電膜は１０００〜３０００Å範囲の厚さで形成される請求項４に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記導電膜は３００〜６００Å範囲の厚さで形成される請求項７に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記保護膜は感光性有機物質で形成される請求項７に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
- 前記ゲート配線は外部から走査信号の伝達を受けて前記ゲート線に伝達するゲートパッドをさらに含み、前記データ配線は外部から映像信号の伝達を受けて前記データ線に伝達するデータパッドをさらに含み、前記保護膜は前記データパッド及び前記ゲート絶縁膜と共に前記ゲートパッドを露出する第２及び第３接触孔を有し、前記反射膜と同一層に前記第２及び第３接触孔を通じて前記ゲートパッド及び前記データパッドと電気的に連結される補助ゲートパッドと補助データパッドをさらに形成する請求項７に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
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