JPH0448631A

JPH0448631A - 透明導電膜のエッチング方法

Info

Publication number: JPH0448631A
Application number: JP15603990A
Authority: JP
Inventors: Shinji Miyagaki; 真治宮垣; Kenji Morishita; 森下　健二; Narimoto Ri; 李　成元
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1992-02-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕透明電極に使用される透明Ｓ電膜のウェットエツチング
方法、および透明電極を備えた半導体装置の製造方法に
関し、透明電導性膜のＭ質によるエツチング速度の差を小さく
するとともに、エンチング液による汚染を防止すること
を目的とし、酸化インジュウム錫膜、酸化インジュウム膜又は酸化錫
膜よりなる透明導電膜を、シュウ酸含有ン容液よりなる
エッチャントによってエンチングすることを含み構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、透明導電膜のエツチング方法に関し、より詳
しくは、透明電極に使用される透明導電膜のウェットエ
ツチング方法に関する。

〔従来の技術〕

液晶素子、光半導体素子等に設けられる透明電極は、Ｉ
　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）Ｉｌｌ
、　ｌ１ｌｚＯ３膜、５ｎＯｚ膜等によって形成されて
おり、これらの膜をウェットエツチングする場合には、
エツチング液として塩化第二鉄（ＦｅＣ１ｉ）水溶液、
塩酸（ＭＣＩ）、或いは塩酸・硝酸（ＨＮＯｘ）・水（
Ｈ２Ｏ）混合液が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、これらのエツチング液によって透明導電膜を
エツチングする場合には、膜質によってエツチング速度
に大幅な相違が生し、特にスバ。

り法（直流スパッタ法〕により形成された透明導電膜は
、エツチングが殆ど不可能になる場合があるといった問
題がある。

また、半導体装置の製造工程において、透明導ｔＷＪを
ＦｅＣＩｚ水溶液によってエツチングする場合には、重
金属である鉄が基板上に残留するために、バターニング
された透明導電膜にリーク−電流が生じたり、ｐｎ接合
のリーク電流が増加する原因となる。

一方、塩素系のエツチング液により透明導ｉｌｔ膜をエ
ツチングする際に、透明導電膜の下の絶縁膜にピンホー
ルがあったり、あるいは、透明法ｔＭ上に形成したレジ
ストマスクの密着性が悪い場合には、エツチング液が滲
み込んでその下方にあるアルミニウム電極を腐食するた
め、アルミニウム電極に断線や導通不良が発生するとい
った問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、透明電導膜の膜質によるエツチング速度の差を小さく
するとともに、エツチング液による汚染を防止すること
ができる透明導電膜のエツチング方法及び半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記した課題は、酸化インジュウム錫膜、酸化インジュ
ウム膜又は酸化錫膜よりなる透明導電膜をシュウ酸含有
溶液よりなるエッチャントによってエツチングすること
を特徴とする透明導電膜のエツチング方法によって達成
する。

膜もほぼ同様にエツチングされる。

［作　用〕本発明によれば、透明導電膜をシュウ酸含有溶液によっ
てエツチングするようにしている。

例えば透明電極としてＩＴＯ（酸化インジウム錫）膜を
用いた場合には、第１表に例示するような結果が得られ
、従来のＦｅＣ１５水溶液を使用した場合に比べて、膜
質によるエツチング速度の差が小さくなった。また、Ｆ
ｅＣＩｘ水溶液では殆どエツチングできなかった直流ス
パツクにょるＩＴＯについても、本発明によってウェッ
トエンチングすることが可能になった。

しかも、シュウ酸水溶液を用いれば、鉄等の重金属が周
辺や下層膜を汚染することがなくなり、また、半導体装
置等の配線電極として使用されるアルミニウム等と反応
しないため、透明導電膜の下方の膜はエツチング後も良
好な状態に保たれる。

また、シュウ酸水溶液によれば、ＩＴＯ膜だけでなく酸
化インジウム膜、酸化錫膜等の透明導電〔実施例〕そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づいて説明する
。

（ａ）本発明の第１実施例の説明第１図は、本発明の一実施例を示す工程図であって、ま
ず、高周波（ＲＦ）スバ・７タ法や直−ＩＪｉＬ（ＤＣ
）スパッタ法等によって、基板１上に酸化インジウム錫
（ＩＴＯ）膜２を積層する（第１図（ａ））。

この後に、同図（ｂ）に示すように、濃度１２％、温度
５０’Ｃのシュウ酸（（Ｃｏｏｌ）！　）水溶液３をエ
ツチング液として用い、この中に基板１を浸漬してＩＴ
Ｏ膜２のエツチング速度を調べたところ、第１表に示す
ような結果が得られた。

第１表は、基板の温度を変えてＲＦスパッタ法とＤＣス
パッタ法によって形成したＩＴＯ膜２のエツチング速度
を調査したものであり、（ＣＯＯＨ）　ｚ水溶液を使用
した本発明による場合と、ＦｅＣＩｘ水溶液を用いた場
合とを併記したものである。なお、ＲＦスパッタ法に使
用した高周波電源の周波数は１３．５６Ｍ）Ｉｚで、そ
の電力は２００Ｗである。

本実施例によれば、従来のＦｅＣｌ３水溶液を使用した
場合に比べて、Ｍ’ｌｔによるエツチング速度の差が小
さくなり、また、ＤＣスパッタ法によるＩＴＯ膜２につ
いては、本実施例によってウェットエツチングすること
が可能になった。

第１表また、シュウ酸水溶液を用いれば、鉄等の重金属が基板
ｌを汚染することはなく、しかも、半導体装置の配ｗＡ
ｔ極として使用されるアルミニウムとも反応しないため
、ＩＴＯｆｆの下方にある膜はエツチング後も良好な状
態に保たれる。

なお、シュウ酸水溶液によれば、ＩＴＯ膜だけでなく酸
化インジウム（ＩｎｚＯｉ）膜、酸化錫（ＳｎＯ□）膜
もほぼ同様な速度でエツチングできる。

また、上記した実施例では、シュウ酸を水に溶かした場
合について説明したが、シュウ酸をアルコールに溶かし
てエツチング液とすることも可能である。

（ｂ）本発明の第２の実施例の説明第２図は、アモルファスシリコン（ａ−５ｉ）積層型固
体撮像素子に透明電極を形成する工程を示す断面図であ
る。

まず、第２図（ａ）に見られるように、Ｐ型シリコン基
板１１のうち選択酸化Ｍ１２に囲まれた画素領域Ａに転
送用ＣＣＤ　（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖ
ｉｃｅ、’１３、蓄積ダイオード１４を形成するととも
に、その周辺領域ＢにＭＯＳトランジスタ１５等を形成
する。さらに、転送用ＣＣＤ１３の上に薄いＳｉＯｚＭ
ｌ　６．１７を介して多結晶シリコンよりなる２層構造
の転送用電極１８ａ、１８ｂを形成する。

そして、第２図（ｂ）に示すように、全体を５ｉ（ｈ及
びＰＳＧを主な構成要素とする眉間絶縁膜２０によって
覆った後、蓄積ダイオード１４の中央上方に開口部２１
を形成して、ここから砒素イオンを注入し、これを拡散
して蓄積ダイオード１４の中央にｎ゛層１８を形成する
。

この後に、転送用電極１９上方の眉間絶縁膜２０の表面
から開口部２１内部に到る領域及びその周辺に、アルミ
ニウム・シリコン（ＡＩ−５ｉ）よりなる配線層２２を
形成する。

また、周辺領域Ｂに積層された層間絶縁膜２０のうち、
ＭＯＳ）ランジスタ１５のソース層Ｓ。

ドレイン層ｄの上にコンタクトホール２３．２４を形成
した後に、Ａｌ−５ｉ膜を積層し、これをフォトリソワ
ラフィー法によってバターニングし、コンタクトホール
２３．２４内とその周辺に残存させてソース電極２５、
ドレイン電極２６を形成する。また、これに併せて周辺
領域Ｂの層間絶縁膜１６の上に配線電極２７を形成する
。

次に、第２図（ｃ）に示すように、画素領域Ａ及び周辺
領域Ｂの全体にＰＳＧ及びＳＯＣなどで構成される平坦
化膜２日を積層した後、画素ｆＩｌｒ域への配線電極２
２の一部に達するコンタクトホール２９を平坦化層２８
に形成する。

この後に、Ａｌ−５ｉ膜とＴｉＮ膜をスパッタ法により
順に積層した後に、これをパターニングしてコンタクト
ホール２９内とその周辺に残存させ、これを画素電極３
０とする（第２図（ｄ〕）。画素電極３０上層のＴｉＮ
膜は、後に形成するシリコン系の膜とＡＩとの反応を防
止するためのバリアメタルとして機能する。

続いて、第２図（ｅ）に示すように、プラズマＣＶＤ法
を用いてｉ型ａ−５ｉＣよりなるバッファ層３１と、ａ
−Ｓｉよりなる光電交換層３２と、ｐ型ａ−３ｉＣのバ
リア層３３を順に積層し、さらに、その上にＩＴＯ膜３
４をスパッタ法により堆積する。ここでＰ型ａ−５ｉＣ
バリア層３３は、ｒＴｏ膜３４からの電子の注入を抑え
るための障壁層である。

この次に、ＩＴＯ膜３４の上にレジストマスク３５を形
成して複数の画素領域Ａを覆った後に、レジストマスク
３５から露出した周辺領域ＢのＩＴＯ膜３４、バリア層
３３、光電変換層３２、バッファ層３１を除去すること
になる。

この場合、先ず、４０℃に温浴した１２％のシュウ酸水
溶液を用いて１７０Ｍ３４をエツチングし、また、ｐ型
ａ−５ｉＣバリア層３３からｉ型ａ−５ｉＣバフファ層
３１までの各層はＮＦ、ガスを用いたプラズマエツチン
グ法によって連続的にエンチングする（第２図（ｆ））
。

そして、レジストマスク３５を除去した後に、周辺領域
Ｂに露出した平坦化層２６をフォトリソグラフィー法に
よりパターニングして配線電極２７の上方にコンタクト
ホール３６を形成し、さらに、この後に全体にＩＴＯ膜
３７を積層する。

そして、配線電極２７から複数の画素領域Ａに到る領域
に図示しないレジストマスクを形成した後に、このマス
クから露出したＩＴＯ＃３７を濃度１２％のシュウ酸水
溶液によりエツチングする（第２図（ｇ））。

以上のようなＩＴＯ膜３４．３７は透明電極となるが、
マスクを用いてＩＴＯ膜３４．３７をパターニングする
際にはシュウ酸水溶液をエツチング液としているために
、膜質に影響されない実用的な時間でエツチングを完了
できる。

しかも、パターニング後において、半導体素子やその他
のセルに悪影響を及ぼす残留物はなく、バリア層３３と
光電変換層３２により構成されるヘテロ接合フォトダイ
オードに重金属が入り込んでリーク電流を増加させるこ
とはない。

また、Ｉ　Ｔｏ膜３４とレジストマスク３５との密着性
が悪い場合や、ＩＴＯ膜３７と図示しないレジストマス
ク５との密着が悪い場合、あるいは、平坦化層２８、ア
モルファス３１〜３３にピンホールがあった場合に、シ
ュウ酸水溶液が膜を浸透してＡｌ−５ｉ配線電極２２．
２７、ソース電極２５、ドレイン電極２６又は画素電極
３０まで達することがあっても、シュウ酸はアルミニウ
ムを腐食する性質はなく、配線電極２２．２７、ソース
電極２５、ドレイン電極２６及び画素電極３０は良好な
状態を保つことになる。

〔発明の効果］以上述べたように本発明によれば、透明導電膜をソユウ
酸含有溶液によってエツチングするようにしたので、例
えば透明電極としてＩＴＯ膜を用いた場合には第１表に
例示するような結果が得られ、従来のＦｅＣｌ＊水溶液
を使用した場合に比べて、ｉｔによるエツチング速度の
差を小さくすることが可能になった。

また、直流スパッタ法による透明導電膜については、本
発明によってウェットエツチングすることが可能になっ
た。

しかも、シュウ酸水溶液を用いれば、鉄等の重金属が周
辺や下層膜を汚染することがなくなり、また、半導体装
置等の配線電極として使用されるアルミニウム等と反応
しないため、エツチング後に透明導電膜の下方の膜を良
好な状態に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例の工程を示す断面図、第２図は、本発明の第２実施例の工程を示す断面図であ
る。（符号の説明）ｌ・・基板、２・・・ＩＴＯ膜（透明導電膜）、１３・・・転送用ＣＣＤ。１４・・・蓄積ダイオード、１８ａ、１８ｂ・・・転送用電極、２ｏ・・・層間絶縁膜、２２・・・配線電極、３０・・・画素電極、３１・・・バッファ層、３２・・・光電交換層、３３・・・バリア層、３４．３７・・・ＩＴＯ膜（透明導電膜）、３５・・・レジストマスク。富士通株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化インジュウム錫膜、酸化インジュウム膜又は
酸化錫膜よりなる透明導電膜を、シュウ酸含有溶液より
なるエッチャントによってエッチングすることを特徴と
する透明導電膜のエッチング方法。
（２）前記シュウ酸含有溶液は、温浴して使用されるこ
とを特徴とする請求項（１）記載の透明導電膜のエッチ
ング方法。
（３）前記透明導電膜は、スパッタ法によって成長され
たものであることを特徴とする請求項（１）記載の透明
導電膜のエッチング方法。
（４）前記透明導電膜の下部には、受光素子が設けられ
ることを特徴とする請求項（１）記載の透明導電膜のエ
ッチング方法。