JP2011129940A - 低温ポリ−シリコン薄膜パネルを平坦化するためのポリシリコン平坦化溶液 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板に堆積した非結晶シリコンの膜を低温ポリＳｉ（ＬＴＰＳ）アニーリングすることにより製造される、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から一般的には上向きに伸びている隆起または突起を、低減または本質的に排除すること。
【解決手段】ｐＨ１２以上を有し、水、少なくとも１種の強塩基および少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含む、水性の高い強塩基性の平坦化溶液を提供する。その使用方法は、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングすることなく、概ね平面であるポリシリコン膜の表面を、該水性の高い強塩基性の溶液と、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から隆起または突起を選択的にエッチングするのに十分な時間、接触させることを含む。
【選択図】なし
【解決手段】ｐＨ１２以上を有し、水、少なくとも１種の強塩基および少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含む、水性の高い強塩基性の平坦化溶液を提供する。その使用方法は、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングすることなく、概ね平面であるポリシリコン膜の表面を、該水性の高い強塩基性の溶液と、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から隆起または突起を選択的にエッチングするのに十分な時間、接触させることを含む。
【選択図】なし
Description
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、マイクロエレクトロメカニカルシステム（Micro Electro Mechanical System；MEMS）および太陽電池基板（Solar Cell substrate）の製造において用いられる、ポリシリコン層の平坦化のための、水性の高い強塩基性の平坦化溶液、および、ＬＣＤおよび他のポリＳｉ基板装置の製造において製造されるポリシリコン層の平坦化のための、そのような溶液の使用に関する。その水性の高い強塩基性の平坦化溶液は、非結晶シリコンを低温ポリＳｉ（ＬＴＰＳ）プロセスにおいてアニーリングすることにより製造される、概ね平面であるポリシリコンフィルムの表面から上に伸びる山のような隆起または突起を選択的にエッチングし、かつ、概ね平面であるポリシリコンフィルムを有意にエッチングすることなく、それを行う。
近年、ポリＳｉ装置の必要性は、非結晶Ｓｉ装置より高い電気的性能、早い信号伝送および低い電力消費のために、徐々に高まっている。これらのポリＳｉ適合装置の大部分は、ＬＣＤ（携帯用装置およびＴＶ）、ＭＥＭＳ（ＩＴ、ＢＴセンサー、メトリック、モジュール）および太陽電池基板である。従来、非結晶シリコン薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ａ−Ｓｉ ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、それ以前に用いられたブラウン管ディスプレイ（ＣＲＴ−ディスプレイ）の代替物として市場で使用される主たる装置であった。ａ−ＳｉＴＦＴ−ＬＣＤ開発の理由は、一般的にはその明るさと薄さであった。しかしながら、情報およびデータ技術の分野が急速な進歩を続けるにつれ、より良好な解像度および透過率の要件の必要性が重大になったので、多くのＳｉ ＴＦＴ−ＬＣＤは、これらのより厳しい要件にかなうことができていない。この観点で、産業界は、これらの高まった解像度および透過率の要件にかなう装置を提供する新技術を開発してきた。この新技術は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（ＬＴＰＳ ＴＦＴ）技術として知られている。
ＬＴＰＳ ＴＦＴ技術では、一般的には、製法は以下の工程を含む。第１に、一般的には透明なガラスまたは石英である絶縁基板を提供する。第２に、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）などにより、非結晶シリコン膜のコーティングを絶縁基板の主要面に堆積させる。第３に、アニーリング法を実施して、非結晶シリコン膜を再結晶させ、ポリシリコン膜に変化させる。このアニーリング法は、一般的に、チャンバー中で、エキシマレーザーアニーラー（Eximer Laser Annealer；ELA) または逐次的横方向結晶化（Sequential Lateral Solidification；SLS）により実行する。このポリシリコン膜は、ＬＴＰＳ ＴＦＴのソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域を形成する。次に、チャネル領域で、第２の堆積法、例えばＰＥＣＶＤを実施し、ポリシリコン膜上に二酸化シリコン層を形成させる。次いで、スキャンラインおよびデータラインを駆動する回路領域（複数の駆動回路）並びにディスプレイ領域（複数の画素ユニット）を、ガラス基板上に産生する。ＬＴＰＳ−ＴＦＴ製品の製造のための典型的な方法は、例えば、以下の米国出願公開番号２００４／００１８６４９；２００５／００９００４５；２００５／０１６２３７３；２００５／０２３０７５３；２００６／０２３８４７０；および米国特許第６,８４６,７０７号に開示されており、これらの開示を全て出典明示により本明細書の一部とする。
米国出願公開第２００４／００１８６４９号明細書
米国出願公開第２００５／００９００４５号明細書
米国出願公開第２００５／０１６２３７３号明細書
米国出願公開第２００５／０２３０７５３号明細書
米国出願公開第２００６／０２３８４７０号明細書
米国特許第６,８４６,７０７号明細書
非結晶シリコンからのアニーリングによるポリシリコン膜コーティングの形成方法において、構造的な障壁および問題に遭遇することが見出された。これらの問題の中に、概ね平面であるポリシリコン膜層から上向きに隆起または突起する鋭い山型構造の形成がある。これらの上向きに隆起または突起する山型構造の高低差と鋭い形状は、ポリシリコン表面に酸化物または窒化物層を堆積させるときに漏れ電流および構造の変形による信頼性の減弱の原因になると報告された。従って、ポリシリコン膜表面または天然酸化Ｓｉ（ＳｉＯｘ）により覆われた他の領域の表面を損傷またはエッチングすることなく、これらのポリシリコン膜層の高低差を低減または排除できる必要がある。
発明の要旨
本発明によると、水、少なくとも１種の強塩基および少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含む、水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液が提供される。その溶液は、例えば少なくとも１種の酸化剤および少なくとも１種の界面活性剤などの他の場合による成分を含有し得、一般的にはこれらを含有する。基板に堆積した非結晶シリコンの膜層のアニーリングにより形成され、概ね平面であるポリシリコン膜層の表面から上向きに伸びている山型構造、隆起または突起を有するポリシリコン膜層を、そのような水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液と接触させ、概ね平面であるポリシリコン平面層または概ね平面であるポリシリコン膜上のいかなる酸化Ｓｉ層を有意にエッチングせずに、それらの上向きに伸びている山型構造、隆起または突起を実質的に低減または排除する。水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、水、少なくとも１種の強塩基および少なくとも１種のエッチング制御溶媒、場合により少なくとも１種の酸化剤および／または少なくとも１種の界面活性剤を有するものである。本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化組成物は、一般的にはｐＨ１２またはそれ以上、一般的にはｐＨ約１３.２ないし約１４.５を有する。
本発明によると、水、少なくとも１種の強塩基および少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含む、水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液が提供される。その溶液は、例えば少なくとも１種の酸化剤および少なくとも１種の界面活性剤などの他の場合による成分を含有し得、一般的にはこれらを含有する。基板に堆積した非結晶シリコンの膜層のアニーリングにより形成され、概ね平面であるポリシリコン膜層の表面から上向きに伸びている山型構造、隆起または突起を有するポリシリコン膜層を、そのような水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液と接触させ、概ね平面であるポリシリコン平面層または概ね平面であるポリシリコン膜上のいかなる酸化Ｓｉ層を有意にエッチングせずに、それらの上向きに伸びている山型構造、隆起または突起を実質的に低減または排除する。水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、水、少なくとも１種の強塩基および少なくとも１種のエッチング制御溶媒、場合により少なくとも１種の酸化剤および／または少なくとも１種の界面活性剤を有するものである。本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化組成物は、一般的にはｐＨ１２またはそれ以上、一般的にはｐＨ約１３.２ないし約１４.５を有する。
発明の詳細な説明および好ましい実施態様
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、水、強塩基およびエッチング速度制御剤を含み、場合により界面活性剤および酸化剤を含有する。水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、一般的にはｐＨ１２以上、好ましくはｐＨ約１３.２ないし約１４.５を有する。本発明はさらに、非結晶シリコンの膜層を基板上でアニーリングすることにより形成され、概ね平面であるポリシリコン膜層の表面から上向きに伸びている山型構造または隆起または突起を有するポリシリコン膜層を、そのような水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液と接触させ、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングせずに、それらの上向きに伸びている山型構造、隆起または突起を実質的に低減または排除する方法を対象とする。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、水、強塩基およびエッチング速度制御剤を含み、場合により界面活性剤および酸化剤を含有する。水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、一般的にはｐＨ１２以上、好ましくはｐＨ約１３.２ないし約１４.５を有する。本発明はさらに、非結晶シリコンの膜層を基板上でアニーリングすることにより形成され、概ね平面であるポリシリコン膜層の表面から上向きに伸びている山型構造または隆起または突起を有するポリシリコン膜層を、そのような水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液と接触させ、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングせずに、それらの上向きに伸びている山型構造、隆起または突起を実質的に低減または排除する方法を対象とする。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、一般的には、ｐＨ１２以上、通例約ｐＨ１３.２ないし１４.５、より好ましくは、ｐＨ約１３.５ないし約１４.４を有する。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液には、強塩基が平坦化溶液の約０.１ないし約１０重量％、好ましくは約１.０ないし約６.０重量％、より好ましくは約１.８重量％ないし約３.２重量％の量で存在する。
水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液には、少なくとも１種の強塩基が存在する。強塩基は、テトラアルキル水酸化アンモニウム、コリン、水酸化ナトリウムまたはカリウムなどのアルカリ水酸化物、水酸化マグネシウムまたはカルシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、アルカリ、アルカリ土類またはアルキル炭酸塩、アルカリ、アルカリ土類またはアルキル酢酸塩、アルカリ、アルカリ土類またはアルキルアルコキシド、アルカリ、アルカリ土類またはアルキルシアン化物、アルカリ、アルカリ土類またはアルキル過塩素酸塩、メルカプト化合物、アルキルリン酸塩、アルキル砒化物、プロトンイオンを容易に受容できるルイス塩基、およびこれらの混合物から選択される。テトラアルキル水酸化アンモニウムが好ましい塩基であり、式
［（Ｒ）４Ｎ＋］ｐ［Ｘ］−ｑ
（式中、各Ｒは、独立して、置換または非置換アルキル、好ましくは炭素原子１個ないし２２個、より好ましくは１個ないし６個、さらにより好ましくは１個ないし４個のアルキルまたはヒドロキシアルキルであり；Ｘは、ＯＨまたは炭酸塩などの適する塩陰イオンであり；そして、ｐおよびｑは等しく、１ないし３の整数である）の任意の適するテトラアルキル水酸化アンモニウムである。最も好ましくは、テトラアルキル水酸化アンモニウムは、テトラメチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）である。アルカリ金属水酸化物を用いるならば、それは、好ましくはＮａＯＨまたはＫＯＨである。
［（Ｒ）４Ｎ＋］ｐ［Ｘ］−ｑ
（式中、各Ｒは、独立して、置換または非置換アルキル、好ましくは炭素原子１個ないし２２個、より好ましくは１個ないし６個、さらにより好ましくは１個ないし４個のアルキルまたはヒドロキシアルキルであり；Ｘは、ＯＨまたは炭酸塩などの適する塩陰イオンであり；そして、ｐおよびｑは等しく、１ないし３の整数である）の任意の適するテトラアルキル水酸化アンモニウムである。最も好ましくは、テトラアルキル水酸化アンモニウムは、テトラメチル水酸化アンモニウム（ＴＭＡＨ）である。アルカリ金属水酸化物を用いるならば、それは、好ましくはＮａＯＨまたはＫＯＨである。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含有する。かかるエッチング速度制御剤は、アルコールまたはグリコールである。任意の適するアルコールまたはグリコールのエッチング速度制御剤を用い得る。本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液中のエッチング速度制御剤として有用なかかるアルコールおよびグリコールの例には、エチレングリコール、グリセロール、エチルカルビトール（carbitol）、トリエチレングリコールおよびテトラエチレングリコールおよびこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。少なくとも１種のエッチング速度制御剤は、一般的には、水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液中、その溶液の約０.１ないし約１０重量％、好ましくは約０.５ないし約５重量％、より好ましくは約０.５ないし約２重量％の量で存在する。
水は、本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液中、平坦化溶液の重量をベースとして、約８４.５ないし約９９.８重量％、好ましくは約８４.５ないし約９７重量％、より好ましくは約９０ないし約９７重量％の量で存在する。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、少なくとも１種の酸化剤を場合により含有し得、一般的にはこれらを含有する。任意の適する酸化剤を用い得る。本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液で用い得るそのような酸化剤の例として、過マンガン酸塩、過クロム酸塩、過硫酸塩、過塩素酸塩、過酸化物、オゾンおよび他の過酸化物質およびこれらの混合物に言及し得る。本発明の平坦化溶液における使用に適する酸化剤には、過硫酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、過マンガン酸アンモニウムおよび過クロム酸アンモニウムが含まれるがこれらに限定されない。酸化剤成分は、本発明の溶液中で用いられる場合、一般的には、水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液中、溶液の重量をベースとして、約０.０１ないし約０.５重量％、好ましくは０.０５ないし０.３重量％、より好ましくは約０.１ないし約０.２重量％の量で存在する。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液はまた、場合により、少なくとも１種の界面活性剤を含有する。界面活性剤は、組成物中に存在するとき、エッチング速度制御剤としても作用し得る。界面活性剤が存在するとき、界面活性剤の量は、一般的には約１０ないし約２０００ｐｐｍ、好ましくは約３０ないし約１５００ｐｐｍ、より好ましくは約１００ないし約１０００ｐｐｍの量である。任意の適する界面活性剤を用い得る。水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液で用い得る、適する界面活性剤には、任意の適する水溶性の、両性、非イオン性、陽イオン性または陰イオン性界面活性剤がある。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液で有用な両性界面活性剤には、アルキルベタイン、アミドアルキルベタイン、アルキルスルホベタインおよびアミドアルキルスルホベタインなどのベタインおよびスルホベタイン；アムホ（ampho）グリシネート、アムホプロピオネート、アムホジグリシネートおよびアムホジプロピオネートなどのアミノカルボン酸誘導体；アルコキシアルキルイミノ二塩基酸またはアルコキシアルキルイミノ二塩基酸などのイミノ二塩基酸（iminodiacid）；アルキルアミン酸化物およびアルキルアミドアルキルアミン酸化物などのアミン酸化物；フルオロアルキルスルホネートおよびフッ化アルキル両性物質（amphoteric）；およびこれらの混合物が含まれる。好ましくは、両性界面活性剤は、ココアミド（cocoamide）プロピルベタイン、ココアミドプロピルジメチルベタイン、ココアミドプロピルヒドロキシスルタン（sultaine）、カプリロアムホジプロピオネート、ココアミドジプロピオネート、ココアムホプロピオネート、ココアムホヒドロキシエチルプロピオネート、イソデシルオキシプロピルイミノジプロピオン酸、ラウリルイミノジプロピオネート、ココアミドプロピルアミンオキシドおよびココアミンオキシドおよびフッ化アルキル両性物質である。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液で有用な非イオン性界面活性剤には、アセチレンジオール、エトキシル化アセチレンジオール、フッ化アルキルアルコキシレート、フッ化アルキルエステル、フッ化ポリオキシエチレンアルカノール、多価アルコールの脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンモノアルキルエーテル、ポリオキシエチレンジオール、シロキサン型界面活性剤、およびアルキレングリコールモノアルキルエーテルが含まれる。好ましくは、非イオン性界面活性剤は、アセチレンジオールまたはエトキシル化アセチレンジオールである。特に有用なのは、アセチレンジオール界面活性剤 Surfynol 465 である。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液で有用な陰イオン性界面活性剤には、カルボン酸塩、Ｎ−アシルサルコシン酸塩、スルホン酸塩、硫酸塩、並びにリン酸デシルなどのオルトリン酸のモノおよびジエステルが含まれる。
本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液で有用な陽イオン性界面活性剤には、アミンエトキシレート、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、ジアルキルモルホリウム（morpholinum）塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩およびアルキルピリジニウム塩が含まれる。
概ね平面であるポリシリコン膜から上向きに伸びているポリシリコンの隆起または突起の高さは、一般的には約８００ないし約１０００Åの範囲にあるが、基板上のポリシリコン膜の概ね平面である表面上の高さで多少低いことも高いこともあり得る。本発明の平坦化溶液は、概ね平面であるポリシリコン膜層をエッチングせずに、本質的または実質的に、これらの隆起または突起を排除することができる。
基板上の概ね平面であるポリシリコン膜の表面からそびえ立つ隆起または突起は、概ね平面であるポリシリコン膜の表面を、本発明の水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液と、これらの隆起または突起の選択的除去を達成するのに十分な時間と温度で接触させることにより、本質的または実質的に排除される。一般的には、接触時間は、約０.５分間ないし約１０分間、好ましくは約１ないし約６分間、より好ましくは約２ないし約３分間である。この方法の温度は、約４０℃ないし約８０℃、好ましくは約５５℃ないし約７５℃、より好ましくは約６０℃ないし約７０℃の温度である。最も好ましくは、約２−３分間、約６０−７０℃で本方法を実行する。組成の変化、ＬＴＰＳパネルの状態（レーザーの照射エネルギーおよびエージング時間（aging time）に左右される）を含むがこれらに限定されないパラメーターにより本方法の条件が変動し得るので、温度および時間は可変の数値である。任意の適する手段により、ＬＴＰＳ製パネル上の概ね平面であるポリシリコン膜の表面から上向きに伸びている隆起または突起を接触させることができ、例えば、パネルを本発明の平坦化溶液に浸すか、または、本発明の平坦化組成物をＬＴＰＳパネルに噴霧することによる。
本発明を以下の例示的であるが非限定的な実施例により例示説明する。
実施例１−６
高さ約８００ないし約１０００Åの上向きに伸びている隆起または突起を有するＬＴＰＳパネルを、各々ＰＴＦＡ被覆パネルバスケット／マガジンに入れ、それを、約６５℃ないし約７０℃の温度に加熱した本発明のＬＴＰＳ平坦化組成物で満たした槽に浸した。その槽は、槽の温度を一定にするインペラー撹拌器およびＳＵＳ加熱器を有した。設定した時間（分）の後、パネルバスケット／マガジンを平坦化組成物から出し、新しい水で溢れさせた脱イオン水槽に移した。次いで、各ＬＴＰＳパネルをＤＩ水ですすぎ、エアナイフモジュールで乾燥させた。全てのＬＴＰＳパネルサンプル片の同じ場所をＦＥ ＳＥＭで観察し、新しいＬＴＰＳ平坦化組成物の性能を測定した。結果を下表に記載する。各場合で、本発明のＬＴＰＳ平坦化組成物は、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングせずに、ＬＴＰＳパネル上で上向きに伸びている隆起または突起を低減または実質的に排除した。
高さ約８００ないし約１０００Åの上向きに伸びている隆起または突起を有するＬＴＰＳパネルを、各々ＰＴＦＡ被覆パネルバスケット／マガジンに入れ、それを、約６５℃ないし約７０℃の温度に加熱した本発明のＬＴＰＳ平坦化組成物で満たした槽に浸した。その槽は、槽の温度を一定にするインペラー撹拌器およびＳＵＳ加熱器を有した。設定した時間（分）の後、パネルバスケット／マガジンを平坦化組成物から出し、新しい水で溢れさせた脱イオン水槽に移した。次いで、各ＬＴＰＳパネルをＤＩ水ですすぎ、エアナイフモジュールで乾燥させた。全てのＬＴＰＳパネルサンプル片の同じ場所をＦＥ ＳＥＭで観察し、新しいＬＴＰＳ平坦化組成物の性能を測定した。結果を下表に記載する。各場合で、本発明のＬＴＰＳ平坦化組成物は、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングせずに、ＬＴＰＳパネル上で上向きに伸びている隆起または突起を低減または実質的に排除した。
実施例１ないし３の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム
実施例４の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム＋水酸化カリウム（２０：０.１）
実施例５の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム＋水酸化カリウム（３０：０.１）
実施例６の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム＋水酸化カリウム（２５：０.５）
実施例１および２のエッチング制御剤：トリエチレングリコール
実施例３のエッチング制御剤：エチレングリコール
実施例４のエッチング制御剤：エチレングリコール（０.１％）＋トリエチレングリコール（０.９％）
実施例５および６のエッチング制御剤：トリエチレングリコール（０.５％）＋ Surfynol 465（０.５％）
実施例１、３、４および６の酸化剤：過硫酸アンモニウム
実施例４の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム＋水酸化カリウム（２０：０.１）
実施例５の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム＋水酸化カリウム（３０：０.１）
実施例６の塩基：テトラメチル水酸化アンモニウム＋水酸化カリウム（２５：０.５）
実施例１および２のエッチング制御剤：トリエチレングリコール
実施例３のエッチング制御剤：エチレングリコール
実施例４のエッチング制御剤：エチレングリコール（０.１％）＋トリエチレングリコール（０.９％）
実施例５および６のエッチング制御剤：トリエチレングリコール（０.５％）＋ Surfynol 465（０.５％）
実施例１、３、４および６の酸化剤：過硫酸アンモニウム
特定の実施態様を参照して本発明を説明したが、本明細書に開示した本発明の概念の精神および範囲から逸脱せずに、変更、改変および変動を成し得ることが理解されよう。従って、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内にある全てのそのような変更、改変および変動が包含されることを企図している。
Claims (18)
- 基板に堆積した非結晶シリコンの膜を低温ポリＳｉ（ＬＴＰＳ）アニーリングすることにより産生される、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から一般的には上向きに伸びている隆起または突起を、低減または本質的に排除する方法であって、概ね平面であるポリシリコン膜を有意にエッチングすることなく、概ね平面であるポリシリコン膜を、水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液と、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から隆起または突起を選択的にエッチングするのに十分な時間、接触させることを含み、該水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液は、ｐＨ１２以上を有し、８４．５ないし９９．８重量％の水、テトラアルキル水酸化アンモニウム、コリン、アルカリ水酸化物、アルカリ土類水酸化物およびこれらの混合物からなる群から選択される、０．１ないし１０重量％の少なくとも１種の強塩基、およびエチレングリコール、グリセロール、エチルカルビトール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される、０．１ないし１０重量％の少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含む溶液を含むものであり、上記割合はポリシリコン平坦化溶液の総重量に基づくものである、該方法。
- 少なくとも１種の強塩基が、テトラアルキル水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- ポリシリコン平坦化溶液が界面活性剤をさらに含有する、請求項２に記載の方法。
- 界面活性剤がアセチレンジオールである、請求項３に記載の方法。
- ポリシリコン平坦化溶液中に少なくとも１種の酸化剤も存在する、請求項２に記載の方法。
- 少なくとも１種の酸化剤が、過マンガン酸塩、過クロム酸塩、過硫酸塩、過塩素酸塩、過酸化物、オゾンおよび他の過酸化物質およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項５に記載の方法。
- ポリシリコン平坦化溶液が、テトラアルキル水酸化アンモニウム、ＮａＯＨ、ＫＯＨおよびこれらの混合物から選択される少なくとも１種の強塩基を含有し、少なくとも１種のエッチング制御剤が、エチレングリコール、グリセロールおよびトリエチレングリコールおよびこれらの混合物から選択され、溶液中にアセチレンジオールから選択される少なくとも１種の界面活性剤および過硫酸塩から選択される少なくとも１種の酸化剤も存在する、請求項１に記載の方法。
- ポリシリコン平坦化溶液がｐＨ１３.２ないし１４.４を有し、少なくとも１種の強塩基が、テトラメチル水酸化アンモニウム、ＫＯＨおよびこれらの混合物からなる群から選択され、少なくとも１種のエッチング制御剤が、エチレングリコール、トリエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択され、酸化剤が０.０５ないし０.３重量％含まれ、該酸化剤が過硫酸アンモニウムであり、少なくとも１種の界面活性剤が１０ないし２０００ｐｐｍ含まれ、これらの割合はポリシリコン平坦化溶液の総重量に基づくものである、請求項１に記載の方法。
- 概ね平面であるポリシリコン膜をポリシリコン平坦化溶液と接触させる前に、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から上向きに伸びている隆起または突起が、概ね平面であるポリシリコン膜の表面の上に８００ないし１０００Åの高さで上向きに伸びている、請求項１に記載の方法。
- 基板に堆積した非結晶シリコンの膜を低温ポリＳｉ（ＬＴＰＳ）アニーリングすることにより製造される、概ね平面であるポリシリコン膜の表面から一般的には上向きに伸びている隆起または突起を、低減または本質的に排除することができる水性の高い強塩基性のポリシリコン平坦化溶液であって、８４．５ないし９９．８重量％の水、テトラアルキル水酸化アンモニウム、コリン、アルカリ水酸化物、アルカリ土類水酸化物およびこれらの混合物からなる群から選択される、０．１ないし１０重量％の少なくとも１種の強塩基、およびエチレングリコール、グリセロール、エチルカルビトール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択される、０．１ないし１０重量％の少なくとも１種のエッチング速度制御剤を含み、上記割合はポリシリコン平坦化溶液の総重量に基づくものであり、ｐＨ１２以上を有する、ポリシリコン平坦化溶液。
- 少なくとも１種の強塩基が、テトラアルキル水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- ポリシリコン平坦化溶液が界面活性剤をさらに含有する、請求項１１に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- 界面活性剤がアセチレンジオールである、請求項１２に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- ポリシリコン平坦化溶液中に少なくとも１種の酸化剤も存在する、請求項１１に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- 少なくとも１種の酸化剤が、過マンガン酸塩、過クロム酸塩、過硫酸塩、過塩素酸塩、過酸化物、オゾンおよび他の過酸化物質およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１４に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- ポリシリコン平坦化溶液が、テトラアルキル水酸化アンモニウム、ＮａＯＨ、ＫＯＨおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種の強塩基を含有し、少なくとも１種のエッチング制御剤が、エチレングリコール、グリセロールおよびトリエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択され、溶液中にアセチレンジオールから選択される少なくとも１種の界面活性剤および過硫酸塩から選択される少なくとも１種の酸化剤も存在する、請求項１０に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- ポリシリコン平坦化溶液がｐＨ１３.２ないし１４.４を有し、少なくとも１種の強塩基が、テトラメチル水酸化アンモニウム、ＫＯＨおよびこれらの混合物からなる群から選択され、少なくとも１種のエッチング制御剤が、エチレングリコール、トリエチレングリコールおよびこれらの混合物からなる群から選択され、酸化剤が０.０５ないし０.３重量％含まれ、該酸化剤が過硫酸アンモニウムであり、少なくとも１種の界面活性剤が１０ないし２０００ｐｐｍ含まれ、これらの割合はポリシリコン平坦化溶液の総重量に基づくものである、請求項１０に記載のポリシリコン平坦化溶液。
- 基板に堆積した非結晶シリコンの膜を低温ポリＳｉ（ＬＴＰＳ）アニーリングすることにより産生されたポリシリコン膜を有する基板であって、該ポリシリコン膜の表面が、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の方法で膜表面から上向きに伸びている隆起または突起を低減または排除することにより平面化された基板。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91410507P | 2007-04-26 | 2007-04-26 | |
| US60/914,105 | 2007-04-26 |
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