TWI242053B - Low temperature method for producing ultra-planar indium tin oxide (ITO) - Google Patents
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Description
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[發明領域] 本發明係有關一種低溫超平坦之銦錫氧化物製 別有關於在對熱敏感（heat —sensit ive)的基 ^ 所 I το層的製程。 心成日日貝 [習知技術] 銦錫氧化物（indium tin oxide， ΙΤ0)主要用央你么 -透明=電層，其代表性的應用{:接觸面板的接點，液 晶顯不器的電極、有機電激發光顯示器的電極等等。由於 為了要得到阻值低且穿透率高的IT〇層，則必須採用結晶、 質的no層，而目前業界常使用大於2 0 0。。的高溫沉積y曰式 來形成結晶質的ΙΤ0層。 、 然而。，由於習知的結晶質IT0層製程的沉積溫度頗高 (大於200 C)，所以不能用於對熱敏感的塑膠基板（塑膠基 f的玻璃轉換溫度約丨5 〇)，因而無法符合塑膠基板顯示 器的應用。更者’關於製作有機電激發光二極體（〇LED) 時，習知的高溫製程所沉積的結晶質丨τ〇層會有較差的表 面粗链度（Rms>lnm)，所以在沉積結晶質ΙΤ〇層之後，尚需 增加化學機械研磨（CMP)製程來得到所需的平坦表面，該 CMP製程會降低良率及生產速度，並造成污染。還有，在 定義ΙΤ0層圖案時，必須使用王水（鹽酸+硝酸）來蝕刻該結 晶質I Τ0層’然而王水蝕刻製程會損傷元件上的其他金屬 層，因而降低了產品良率。
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五、發明說明（2) [發明概述] 有鑑於此，本，明/ 之銦錫氧化物製ρ ]之目的係在於提供一種低溫超平坦 的基板上。 王可以將結晶質I T0層形成於對熱敏感 為達上述目的， 化物製程。首先，、本务明提出一種低溫超平坦之銦錫氧 基板上，其中誃娘=一濺鍍製程形成一非晶質ΙΤ0層於一 入卜5sccm之氫氣^1製程的溫度係控制在丨〇〜5(TC，並導 晶質ΙΤ0層，而妒:之後，利用一草酸溶液去除部分該非 著，進行一小於ί50，餘之該非晶質1T〇層於該基板上。接 晶質I Τ0層成為一曰之低溫熱處理製程，使殘餘之該非 。 日日質IT0層。 為讓本發明之 懂，下文特舉較佳每、特徵、和優點能更明顯易 m靶例，並配合所附圖式，作詳細說明 如卜· [符號說明] 1 0 0〜基板； 110〜非晶質ΙΤ0層； 110’〜殘餘之該非晶質IT0層； 2 1 0〜光阻層圖案； 41 0〜低溫熱處理製程； 420〜晶質IT0層； 510〜0LED結構。
0412-7607TWF(N)；900060;J acky.p t d 第5頁 1242053
實施例： ^發明方法適用於任何需要製作丨το層的產品上，例 如·’專膜電日日體（thin film TFT)、液晶顯 示器（liquid crystal display, LCD )、有機發光二極體 (^rganic light emitting diode， OLED)、電漿平面顯示 器（Plasma display panel)等等，以下係以應用於〇LED的 透明電極為例來描述本發明方法。 請參閱第1圖，於一基板丨〇 〇上形成一非結晶丨τ〇層 110 ’ 用來做為一透明電極（tranSparent electrode)，該 非結晶ΙΤ0層110的厚度約ι〇0〇〜15〇〇埃。其中，該基板1〇〇 係透明的’其材質例如是對熱敏感的塑膠或是絕緣材料 (例如是Si 〇2等），而該基板丨〇〇中可更包含有一電晶體結 構（未圖示，例如是TFT/M0S結構等）。其中，本發明之該 非結晶I TO層11 〇係以一濺鍍製程來形成，該濺鍍製程的溫 度係控制在1 0〜5 0 °C，並且導入1〜5 s c c m的氫氣，用以抑制 該非結晶I T 0層1 1 〇形成結晶相；而最好是將該濺鍍製程的 溫度係控制在室溫（2 5 °C )，並且導入約3 s c c m的氫氣。經 由上述的該濺鍍製程，可以製作出電阻值約6 〇 〇〜8 〇 〇 # Ω · cm、穿透率約70〜80%、平均平坦度（Rms)約0. 2〜0· 3nm 的超平坦表面之該非結晶I TO層11 0於該基板1 0 0上。另 外，該濺鍍製程通常導入有氬氣和氧氣。 接著，請參閱第2、3圖，例如經由一黃光製程形成作 為罩幕（mask)用的一光阻層圖案210於該非結晶IT0層11〇
第6頁
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接著，請參閱第4圖，例如以K0H的鹼性溶液去除該光 阻層圖案210，然後再進行一低溫熱處理製程41〇(亦即低 >JHL 口火;私），使殘餘之该非晶質ITQ層11〇’轉變成一晶質 IT0層420。其中，該低溫熱處理製程41〇的溫度係控制在' ^，然後再以例如是草酸（（(：00}1)2)的一蝕刻 ::=”IT0層"〇而露出部分的該基底1〇〇的表面4 ΓπΛ /所示之殘餘之該非晶質1Τ0層110,於該基板 1:0广。另外要說明的是，該黃光製程中的硬烤溫度最好 ^制在not:以下’因為11(rc以上的硬烤製程可能會使該 非結晶I TO層1 10結晶化，而使草酸無法蝕刻。 100〜150 °C，最好是控制在約140 t。經由進行約30分鐘的 該低溫熱處理製程4 1 0之後，即能製作出電阻值約2 〇 〇 v Ω .cm、穿透率大於90%、平均平坦度（Rmj約〇.4~〇511111的 超平坦之該結晶IT 0層4 2 0於該基板1 〇 〇上。這裡要強調的 是，在此步驟之後，不需對該晶質IT0層420進行平坦化製 程0 更者，請參閱第5圖，之後可對該結晶IT0層420進行 一氧電漿處理（02 plasma treatment)，用以提昇該結晶 IT0層420的功函數（work function)。 還有，之後可再形 成一有機電激發光二極體（0LED)結構510於該晶質IT0層 420上，並且以該晶質IT0層420作為該0LED結構510之一透 明電極層。 [本發明之特徵與優點]
0412-7607TWF(N)；900060;J acky.p t d 第7頁 1242053五、發明說明 ⑸ 本發明特徵在於：錢鍵製程的溫度係控制在家潘 咸^並導入適當流量之氫氣來形成非晶質I το層於對熱敏 i二經由小於i5『c的低溫熱處理製程將該# ::ιτο層轉變成晶質IT0層，而得到低電阻值、高f遂率 且超平坦表面的晶質I το層。 膠 用 因此本發明之低溫超平坦之丨T 〇製程的優點至少有 1 J由本發日月，可將晶fITQ層形成於對熱敏感的 或έ MFT結構的基板上，戶斤以符合塑膠顯示器的應
2 ·由於本發明係採用低溫製程 〇 所以可減少能源成 1 nm污染 3.由於本發明所得之晶質ΙΤ0層的平坦度（R )小於 ，所以不需再對該晶質ΙΤ0層進行平坦化製^，可減少 、增加生產速度’並提昇產品良率。 - 阳-Lti 較佳實施例揭露如上，然其並非用〇 :巧發明’任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之韻 圍内由當可作更動與潤飾’因此本發明之保護範匿 §視後附之申請專利範圍所界定者為準。
〇412-7607TWF(N);900060;Jacky.ptd 第8頁 1242053 圖式簡單說明 第1圖係顯示本發明之製程剖面圖。 第2圖係顯示本發明之製程剖面圖。 第3圖係顯示本發明之製程剖面圖。 第4圖係顯示本發明之製程剖面圖。 第5圖係顯示本發明之製程剖面圖。
0412-7607TWF(N);900060;J a cky.p t d 第9頁
Claims (1)
1242053 93 9 ----塞遽 9110388?_年月日 ，修正_ 六、申請專利範圍 … 1 · 一種低溫超平坦之銦錫氧化物（i n(j i unl t i n ox i de， 1 T 0)製程，包括下列步驟·· (a) 提供一基板； (b) 以一濺鍍製程形成一非晶質IT〇層於該基板上，其 中該濺鍍製程的溫度係大抵控制在丨〇 ~ 5 〇乞，並導入J _ 5seem氫氣於該濺鍍製程中； (c )利用一蝕刻溶液去除部分該非晶質丨τ〇層，而形成 歹成餘之该非晶質ΙΤ0層於該基板上；以及 、（d )進行一低溫熱處理製程，使殘餘之該非晶質丨Τ〇層 成為一晶質IT0層，其中該低溫熱處理製程的溫度係控制 在1 0 0〜1 5 0 °c，經由3 0分鐘時間處理之。 2 ·如申靖專利範圍第1項所述的低溫超平坦之銦錫 化物製程，其中在步驟（d)之後，更包括： (e)對該晶質！T0層進行一氧電漿處理（〇2 plasma treatment) 〇 3.如申請專利範圍第2項所述的低溫 化物製程，其中在步驟(e)之後，更包括：十-之銦錫乳 ΤΤ0^)形Ϊ 一有機電激發光二極體（〇_結構於該晶質 並且以該晶議層作為該咖結構之-透明電 ^如申請專利範圍第丨項所述的低溫超平括 化物，程，其十該基板係由塑膠材料所構成千。-，因錫軋 •如申咕專利範圍第1項戶斤述的 化物製程，其中該基板係由絕緣材的料低所·;超/。坦之銦錫氧 1242053 __^ 六、申請專利範圍 6 ·如申 化物製程， 7 ·如申 化物製程， 8. 如申 化物製程， 9. 如申 化物製程， 25 〇C)。 1 0 ·如申 化物製程，. 5sccm ° 11·如申 氧化物製程 3seem ° 1 2 ·如申 化物製程，^ 1 3 ·如申 化物製程，^ 14·如申 化物製程，^ 1 5 ·如申 化物製裎，j 140 〇C。 請專利範圍第1項所述 ^中，可更包括導入氬 请專利範圍第1項所述 I中，可更包括導入氧 凊專利範圍第1項所述 ^中該蝕刻溶液係草酸 請專利範圍第1項所述 ^中該低溫熱處理製程 號 91103862 年 月___a__修正___ 請專利範圍第5項所述的低溫超平坦之銦錫氧 其中該基板中更包括有一電晶體結構。 請專利範圍第5項所述的低溫超平坦之銦錫氧 其中該絕緣材料係二氧化矽。 明專利範圍第1項所述的低溫超平坦之銦錫氧 其中該基板的厚度係1 〇 〇 〇〜1 5 〇 0埃。 請專利範圍第1項所述的低溫超平坦之銦錫氧 其中該濺鍍製程的溫度係控制在室溫（約 請專利範圍第1項所述的低溫超平坦之銦錫氧 /、中導入該濺鍍製程的氫氣係大抵控制在1〜 明專利範圍第1 0項所述的低溫超平坦之銦錫 ’、中導入該濺鍍製程的氫氣係控制在 的低溫超平坦之銦錫氧 氣該濺鍍製程中。 的低溫超平坦之銦錫氧 氣該賤鑛製程中。 的低溫超平坦之銦錫氧 溶液。 的低溫超平坦之銦錫氧 的溫度係控制在約 1242053 案號 91103862 曰 修正 六、申請專利範圍 1 6.如申請專利範圍第1項所述的低溫超平坦之銦錫氧 化物製程，其中在步驟（d)之後，不需對該晶質I T0層進行 平坦化製程。
第12頁
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