專利名稱：構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑和制造液晶顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蝕刻劑，具體涉及一種用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑。盡管本發(fā)明適用于寬范圍的應用，但是它更適用于防止蝕刻工藝期間對底層的損壞和沉淀。
背景技術(shù)：
一般，使用HCl和HNO3的混合溶液或草酸(C2H2O4)，蝕刻顯示裝置用作透明電極的銦錫氧化物(ITO)以形成一個圖形。下面，參照附圖，對用來制造薄膜晶體管顯示裝置的非晶ITO(a-ITO)的蝕刻工藝進行描述。
圖1是表示薄膜晶體管顯示裝置的一個單元像素的平面圖。如圖所示，選通線2和數(shù)據(jù)線4被設置為相互交叉。由透明金屬(如ITO)形成的像素電極8設置在由選通線2和數(shù)據(jù)線4定義的像素區(qū)域中。另一方面，柵極絕緣膜(未示出)設置在選通線2和數(shù)據(jù)線4之間用來電絕緣。在選通線2和數(shù)據(jù)線4的交叉點處形成一個薄膜晶體管(TFT)以驅(qū)動各像素。
具體來說，該TFT包括連接到選通線2的柵極電極2a；覆蓋該柵極電極2a的柵極絕緣膜(未示出)；以圖形形式在柵極絕緣膜上形成的有源區(qū)域5；在該有源區(qū)域5上形成的相互分離的源極4a和漏極4b。而且，該漏極4b通過接觸孔9連接到像素電極8。
圖2A到2D是用于圖示制造過程的沿圖1的線II-II的順序截面圖。
如圖所示，一種制造方法包括在玻璃襯底1上形成柵極2a；在柵極2a和玻璃襯底1上順序淀積柵極絕緣層3、非晶硅5a、和注入高濃度n型離子的n+非晶硅5b(如圖2A所示)。通過構(gòu)圖非晶硅5a和n+非晶硅5b形成有源區(qū)域5，通過在有源區(qū)域5上淀積Mo形成源極4a和漏極4b，然后構(gòu)圖以形成與n+非晶硅5b的中心部分間隔一定距離的部分。
在圖2B中，形成源極4a和漏極4b以擴展到非晶硅5a和n+非晶硅5b的端部，并擴展到柵極絕緣層3的一部分上。這里，部分n+非晶硅5b在源極4a和漏極4b之間露出。
此后，在圖2C中，在圖2B的上述結(jié)構(gòu)上淀積鈍化膜7。在通過光刻工藝在鈍化膜7上形成接觸孔9，露出漏極4b的上面部分之后，在漏極4b上面形成ITO電極8。
如圖2D所示，使用HCl和HNO3的混合溶液或草酸作為蝕刻溶液，通過光刻工藝，對淀積的ITO電極8進行構(gòu)圖，形成ITO電極8的圖形，其位于未形成薄膜晶體管的區(qū)域并連接到露出的漏極4b。
下面，對使用現(xiàn)有的蝕刻溶液對ITO電極8進行構(gòu)圖的過程和薄膜晶體管顯示裝置的制造方法進行說明。
如圖2A所示，在玻璃襯底1上淀積金屬以通過光刻工藝構(gòu)圖該金屬從而形成柵極2a。
在上述結(jié)構(gòu)上順序地淀積柵極絕緣膜3、非晶硅5a和n+非晶硅5b。
如圖2B所示，在上述結(jié)構(gòu)的整個表面上形成光抗蝕劑，并對其曝光和顯影，以在非晶硅5a和n+非晶硅5b朝向柵極2a的上面外圍部分形成光抗蝕劑圖形。
將光抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，通過蝕刻工藝蝕刻非晶硅5a和n+非晶硅5b以形成有源區(qū)域5。
去除殘留的光抗蝕劑圖形并將Mo層淀積在整個表面上。然后，使用光刻工藝對該結(jié)構(gòu)進行再次構(gòu)圖以形成源極4a和漏極4b，它們位于有源區(qū)域5的左上方、右上方部分和側(cè)面部分。
而且，如圖2C所示，在上述結(jié)構(gòu)上淀積鈍化膜7。在鈍化膜7上形成光抗蝕劑層，并曝光和顯影以形成一個用于露出鈍化膜7的圖形。
在圖2D中，通過蝕刻露出的鈍化膜7形成接觸孔9以露出漏極4b的一部分。然后，在上述結(jié)構(gòu)的表面上淀積ITO以形成ITO電極8。
圖3是表示沿圖1的III-III線的截面的截面圖。如圖所示，可在鈍化膜7中形成針孔(pin hole)10，該針孔10露出數(shù)據(jù)線4的一部分。
在ITO電極8的表面上形成光抗蝕劑層，然后曝光并顯影以形成一個圖形。之后，將該光抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，通過蝕刻工藝形成ITO電極8的圖形，其與漏極4b連接并且位于未形成薄膜晶體管的區(qū)域。
在該工藝中，當使用HCl和HNO3的混合溶液作為蝕刻溶液時，該蝕刻溶液通過鈍化膜7上形成的針孔10接觸數(shù)據(jù)4。因此，由Mo形成的數(shù)據(jù)線4被蝕刻。
一般來說，在工藝中使用的HCl和HNO3的混合溶液按重量以分別為18.5％和4.5％的比例與水混合。但使用這樣的蝕刻溶液時，蝕刻Mo的速度達到10/秒，因而損壞源極4a和漏極4b。
如上所述，如果數(shù)據(jù)線4的一部分被蝕刻，則會導致數(shù)據(jù)線4發(fā)生斷開。因此，不能使用HCl和HNO3的混合溶液作為蝕刻溶液，用于使用Mo作為源極和漏極的薄膜晶體管顯示裝置。
因此，使用草酸(其中固體C2H2O4溶解在水中)作為蝕刻溶液。與HCl和HNO3的混合溶液不同，草酸不會蝕刻通過針孔露出的Mo源極和漏極。但是，C2H2O4水溶液(固體C2H2O4溶解在水中)在蝕刻ITO之后被干燥時沉淀成粉狀，沉淀的C2H2O4粉粘附在蝕刻設備的管線、管嘴、閥、流量表、泵等上。因而設備被破壞，會產(chǎn)生傳感器的錯誤操作、裝置輸送錯誤等問題。
因此，由于上述問題，草酸不能用在軌道(track)型和輥輸送型設備中。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中用于蝕刻ITO的HCl和HNO3的混合溶液通過在鈍化膜中形成的針孔蝕刻基于Mo的源極和漏極。因而會導致液晶顯示裝置退化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑和一種使用該蝕刻劑制造液晶顯示裝置的方法，以消除由于相關(guān)技術(shù)的局限和缺點導致的一個和多個問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑，以防止蝕刻Mo和蝕刻溶液的沉淀。
在下面的描述中會說明本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點，可以部分地通過描述可以理解它們，也可以通過實踐本發(fā)明來理解。通過這里的說明書和以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)，可以認識和獲得本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，正如所實施和廣泛描述的那樣，用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑是一種HCl、CH3COOH和水的混合溶液。
在本發(fā)明的另一個方面，一種制造液晶顯示裝置的方法包括在襯底上形成柵極；在包含襯底的柵極上形成柵極絕緣層和非晶硅層；通過構(gòu)圖非晶硅層形成有源區(qū)域；在有源區(qū)域上形成源極和漏極；在源極和漏極和柵極絕緣層上形成鈍化層；形成針孔用于露出漏極的一部分；在鈍化層上形成銦錫氧化物層；使用HCl、CH3COOH和水的混合溶液作為蝕刻劑，通過選擇性地蝕刻銦錫氧化物層，形成銦錫氧化物電極。
應該理解的是，上面的概括描述和下面的具體描述都是示例性和說明性的，并對如權(quán)利要求書所要求的本發(fā)明作進一步說明。


作為本申請一部分包含在其中的用于提供本發(fā)明進一步理解的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1是現(xiàn)有的液晶顯示裝置的平面視圖；圖2A到2D是圖示通過使用現(xiàn)有的蝕刻劑來蝕刻銦錫氧化物的制造過程中的沿圖1的II-II線的順序截面圖；圖3是圖示使用現(xiàn)有的蝕刻劑時基于Mo的數(shù)據(jù)線被蝕刻的情形的沿圖1的III-III線的截面圖；圖4A到4D是圖示使用根據(jù)本發(fā)明的ITO蝕刻劑的制造過程的沿圖1的II-II線的順序截面圖；圖5是圖示使用根據(jù)本發(fā)明的ITO蝕刻劑時基于Mo的數(shù)據(jù)線未被破壞的情形的沿圖1的III-III線的截面圖。
具體實施例方式
下面參照附圖中圖示的示例，對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。在可能的情況下，在所有附圖中使用相同標號來表示相同或相似部分。
圖4A到4D是圖示通過使用根據(jù)本發(fā)明的ITO蝕刻劑的制造過程的沿圖1的II-II線的順序截面圖；如圖4A所示，在玻璃襯底1上形成柵極2a。在包含襯底1的柵極2a上順序地形成柵極絕緣膜3、非晶硅5a和n+非晶硅5b。
在圖4B中，通過構(gòu)圖非晶硅5a和n+非晶硅5b形成有源區(qū)域5。在有源區(qū)域5(包括有源區(qū)域5的側(cè)表面)上相互分離地形成源極4a和漏極4b。把Mo或Mo合金淀積在包括柵極絕緣膜3的有源區(qū)域5上。然后，構(gòu)圖淀積的Mo或Mo合金以形成源極4a和漏極4b。
如圖4C所示，在上述結(jié)構(gòu)的整個表面上形成鈍化膜7。
在圖4D中，在通過光刻工藝在鈍化膜7上形成接觸孔9，露出漏極4b的上面部分之后，鈍化膜7上形成ITO層。通過使用HCl、CH3COOH和水的混合溶液作為蝕刻劑，蝕刻ITO層以形成ITO電極8。ITO電極8連接到露出的漏極4b并位于未形成薄膜晶體管的區(qū)域上。
下面對使用本發(fā)明的蝕刻劑構(gòu)圖非晶銦錫氧化物(a-ITO)電極8的過程和使用其制造液晶顯示裝置的方法進行更具體的說明。
如圖4A所示，在玻璃襯底1上淀積金屬層以通過光刻工藝構(gòu)圖該金屬層從而形成柵極2a。
在上述結(jié)構(gòu)上順序地淀積柵極絕緣膜3、非晶硅5a和n+非晶硅5b。
然后如圖4B所示，在上述結(jié)構(gòu)的表面上形成光抗蝕劑層。然后對其曝光和顯影，以在非晶硅5a朝向柵極2a的上面和外圍部分形成光抗蝕劑圖形。
將光抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，通過蝕刻工藝構(gòu)圖露出的非晶硅5a和n+非晶硅5b以形成有源區(qū)域5。
然后，去除殘留的光抗蝕劑圖形。將Mo或Mo合金層淀積在整個表面上。使用光刻工藝再次構(gòu)圖該結(jié)構(gòu)以形成源極4a和漏極4b，它們位于有源區(qū)域5的左上方、右上方部分和側(cè)面部分。
如圖4C所示，在上述結(jié)構(gòu)上的整個表面上淀積鈍化膜7。
在圖4D中，在鈍化膜7上形成光抗蝕劑層，并通過曝光和顯影工藝，形成光抗蝕劑圖形以露出鈍化膜7。
蝕刻鈍化膜7以形成接觸孔9用于露出漏極4b的一部分。在上述結(jié)構(gòu)的整個表面上淀積a-ITO層，以形成一個a-ITO電極8。
然后，通過使用光刻工藝，在a-ITO電極8的整個表面上形成另一個光抗蝕劑層，以形成一個圖形。使用上述的光抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，通過蝕刻工藝形成一個a-ITO電極圖形。該a-ITO電極圖形連接到漏極4b并位于未形成薄膜晶體管的區(qū)域。
圖5是圖示使用根據(jù)本發(fā)明的ITO蝕刻劑時基于Mo的數(shù)據(jù)線未被破壞的情形的沿圖1的III-III線的截面圖。
當使用HCl、CH3COOH和水的混合溶液作為蝕刻劑并且在鈍化膜7中形成針孔10時，該蝕刻劑通過針孔10接觸源極4a和漏極4b或數(shù)據(jù)線4。
如上所述，當HCl、CH3COOH和水的混合溶液接觸基于Mo或Mo合金的源極4a或數(shù)據(jù)線4時，由于溶液中的HCl，源極4a和漏極4b或數(shù)據(jù)線4可能會被蝕刻。但是，通過使HCl、CH3COOH分別占混合溶液重量的1％到10％，可以防止基于Mo或Mo合金的源極4a、漏極4b或數(shù)據(jù)線4被蝕刻。例如，當HCl占混合溶液的10％而CH3COOH占混合溶液的10％時，水的重量占80％。
也就是說，當HCl和CH3COOH分別以占總重量的1％到10％與水混合并將該混合溶液用作蝕刻劑時，即使如上所述，當蝕刻劑通過針孔10接觸基于Mo或Mo合金的源極4a、漏極4b或數(shù)據(jù)線4的情況下，Mo也不會被蝕刻。
HCl和CH3COOH分別以占總重量的3％到7％與水混合的溶液也可以用作蝕刻劑。根據(jù)上述的比例，Mo或Mo合金層不會被蝕刻。例如，本發(fā)明中可使用HCl、CH3COOH分別占混合溶液重量的5％，水占90％的溶液。
在本發(fā)明中，如果HCl、CH3COOH和水的混合溶液中的HCl的濃度超過總重量的18％時，Mo或Mo合金層會被蝕刻。另外，在低濃度下，Mo或Mo合金層根本不會被蝕刻。
當HCl、CH3COOH和水的混合溶液用作蝕刻劑構(gòu)圖一個ITO層時，可解決使用草酸的現(xiàn)有技術(shù)的一個問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于C2H2O4的沉淀會導致設備的損壞。在本發(fā)明中，可以使用浸漬(dipping)方法和噴濺(spraying)方法來蝕刻ITO層。
也就是說，由于粉狀的C2H2O4溶解在水中，所以在干燥蝕刻劑之后，產(chǎn)生C2H2O4沉淀。通過以期望的比例將HCl、CH3COOH稀釋在水中，可以防止該現(xiàn)象。
如上所述，低濃度的HCl、CH3COOH和水的混合溶液被用作構(gòu)圖a-ITO的蝕刻劑。因此，即使在鈍化膜(即底層)中形成針孔，源極、漏極和數(shù)據(jù)線的Mo或Mo合金層也不會被破壞。此外，HCl和CH3COOH的液體狀態(tài)不會導致在蝕刻和干燥工藝之后產(chǎn)生沉淀的問題。因此，Mo或Mo合金層不會被HCl和CH3COOH破壞，而且，由于避免了沉淀導致的設備故障從而提高了生產(chǎn)率并提高了工藝的可靠性。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，在不偏離本發(fā)明精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明的用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑和使用該蝕刻劑制造液晶顯示裝置的方法進行各種修改和變化。因此，本發(fā)明應覆蓋所有落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑，其特征在于，所述蝕刻劑是HCl、CH3COOH和水的混合溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻劑，其特征在于，HCl和CH3COOH占混合溶液總重量的2％到20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蝕刻劑，其特征在于，HCl和CH3COOH分別在重量上為1∶1到1∶10。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蝕刻劑，其特征在于，HCl和CH3COOH分別在重量上為10∶1到1∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻劑，其特征在于，HCl和CH3COOH占混合溶液總重量的6％到20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻劑，其特征在于，HCl和CH3COOH占混合溶液總重量的10％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蝕刻劑，其特征在于，HCl和CH3COOH分別占混合溶液總重量的5％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻劑，其特征在于，所述銦錫氧化物為非晶體。
9.一種制造液晶顯示裝置的方法，包括下列步驟在襯底上形成柵極；在包含襯底的柵極上形成柵極絕緣層和非晶硅層；通過構(gòu)圖非晶硅層形成有源區(qū)域；在有源區(qū)域上形成源極和漏極；在源極、漏極和柵極絕緣層上形成鈍化層；形成針孔用于露出漏極的一部分；在鈍化層上形成銦錫氧化物層；使用HCl、CH3COOH和水的混合溶液作為蝕刻劑，通過選擇性地蝕刻銦錫氧化物層，形成銦錫氧化物電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，HCl和CH3COOH占混合溶液總重量的20％。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，HCl和CH3COOH分別占混合溶液總重量的1％到10％。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，HCl和CH3COOH分別占混合溶液總重量的3％到10％。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，HCl和CH3COOH分別占混合溶液總重量的5％。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過浸漬工藝對銦錫氧化物層進行蝕刻。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過噴濺工藝對銦錫氧化物層進行蝕刻。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述銦錫氧化物層為非晶體。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述源極和漏極由鉬和鉬合金之一形成。
18.一種制造液晶顯示裝置的方法，包括下列步驟在襯底上形成柵極；在包含襯底的柵極上形成柵極絕緣層和非晶硅層；通過構(gòu)圖非晶硅層形成有源區(qū)域；在有源區(qū)域上形成鉬源極和鉬漏極；在鉬源極、鉬漏極和柵極絕緣層上形成鈍化層；形成針孔用于露出漏極的一部分；在鈍化層上形成銦錫氧化物層；和使用HCl、CH3COOH和水的混合溶液作為蝕刻劑，通過噴濺工藝，選擇性地蝕刻銦錫氧化物層，形成銦錫氧化物電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于構(gòu)圖銦錫氧化物的蝕刻劑和一種制造液晶顯示裝置的方法。其中,所述蝕刻劑是HCl、CH
文檔編號H01L21/336GK1384400SQ0211911
公開日2002年12月11日 申請日期2002年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月7日
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