專利名稱：制造顯示設(shè)備的方法和蝕刻溶液組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用用于同時(shí)蝕刻基于銅的金屬層(“銅金屬層”)和由金屬氧化物層組成的氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻溶液組合物制造顯示設(shè)備的方法 ，以及用于該方法的用于銅金屬層/金屬氧化物層的蝕刻溶液組合物。
背景技術(shù)：
驅(qū)動(dòng)任一半導(dǎo)體器件和平板顯示器件的代表性的電子電路為薄膜晶體管(TFT)。制造TFT的常規(guī)過程通常通過以下提供在基板上形成金屬薄膜作為用于柵極和數(shù)據(jù)的布線材料，在金屬薄膜的選定區(qū)域上布置光致抗蝕劑，以及用該光致抗蝕劑作為掩膜蝕刻該
金屬薄膜。盡管具有期望圖案的單一的掩膜通常用來蝕刻一個(gè)金屬層，然而近來通常僅使用一層掩膜蝕刻至少兩個(gè)金屬層或更多個(gè)金屬層以便使價(jià)格相對(duì)較高的掩膜的使用最小化同時(shí)簡(jiǎn)化工藝。然而，即使使用單一的掩膜，如果該掩膜被應(yīng)用到待蝕刻的具有不同性質(zhì)的金屬層，這些層經(jīng)受用于金屬層的不同的蝕刻模式，從而導(dǎo)致在減少步驟數(shù)量上有很大的困難。用于柵極和數(shù)據(jù)的布線材料通常為僅含有銅或銅合金以及具有優(yōu)異的界面粘結(jié)性的附加金屬氧化物層的金屬薄膜，其中銅具有良好的導(dǎo)電性和低電阻。就這一點(diǎn)而言，由于兩種金屬層的性質(zhì)不同，因此通過單一的蝕刻過程難以充分蝕刻這些金屬層。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制造顯示設(shè)備的方法，該方法在制造過程中確保增大生產(chǎn)率和可靠性。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于銅金屬層/金屬氧化物層的蝕刻溶液組合物，該蝕刻溶液組合物用于如上文所述的制造顯示設(shè)備的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下內(nèi)容。(I)一種制造顯示設(shè)備的方法，該方法包括在基板上形成包括柵極線和柵極電極的柵極圖案；在其上形成有柵極圖案的基板上提供氧化物半導(dǎo)體層，其中所述半導(dǎo)體層包括金屬氧化物層；在氧化物半導(dǎo)體層上提供數(shù)據(jù)金屬層，其中所述數(shù)據(jù)金屬層包括銅金屬層；通過利用蝕刻溶液組合物同時(shí)且完全地蝕刻數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層來使數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層形成圖案，以便形成包括半導(dǎo)體圖案、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的源圖案；以及提供電連接到所述漏電極的像素電極，其中所述蝕刻溶液組合物包括重量百分比為0. 5%至20%的過硫酸鹽；重量百分比為0. 01%至2%的氟化合物；重量百分比為1%至10%的無機(jī)酸；重量百分比為0. 5%至5%的環(huán)胺化合物；重量百分比為0. 001%至5%的氯化合物；重量百分比為0. 1%至10%的有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物；和形成所述組合物的余量的水。(2)根據(jù)上文(I)的組合物，所述銅金屬層為單一的銅層，該單一的銅層含有選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；銅合金層，該銅合金層含有選自鋁、鎂、鈣、鈦、銀、鉻、錳、鐵、鋯、鈮、鑰、鈀、鉿、鉭和鎢中的至少一種和選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；或所述單一的銅層和所述銅合金層的疊層。(3)根據(jù)上文(2)的組合物，該銅合金層為含有銅和錳的膜。(4)根據(jù)上文(I)的組合物，所述金屬氧化物層含有選自鋅、錫、鎘、鎵、鋁、鈹、鎂、
隹丐、銀、鋇、錯(cuò)、銘、鈧、銦、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和I戶(rutherfordium)中的至少兩種。(5)根據(jù)上文(4)的組合物，所述金屬氧化物層為三組分的膜，該三組分的膜含有選自錫、鎘、鎵、招、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、銘、鈧、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和金戶中的至少一種以及銦和鋅。(6)根據(jù)上文(I)的組合物，所述數(shù)據(jù)金屬層包括銅合金層和在銅合金層上提供的
單一的銅層。(7)根據(jù)上文(I)的組合物，所述數(shù)據(jù)金屬層包括銅合金層、布置在銅合金層上的單一銅層和布置在該單一銅層上的另一銅合金層。(8) 一種用于銅金屬層/金屬氧化物層的蝕刻溶液組合物，包括重量百分比為0. 5%至20%的過硫酸鹽；重量百分比為0. 01%至2%的氟化合物；重量百分比為1%至10%的無機(jī)酸；重量百分比為0. 5%至5%的環(huán)胺化合物；重量百分比為0. 001%至5%的氯化合物；重量百分比為0. 1%至10%的有機(jī)酸、有機(jī)酸的鹽或二者的混合物；以及構(gòu)成所述組合物的余量的水。(9)根據(jù)上文(8)的組合物，所述過硫酸鹽為選自過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鉀中的至少一種。(10)根據(jù)上文(8)的組合物，所述氟化合物為選自氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟硼酸銨、氟化鉀、氟化氫鉀、氟硼酸鉀、氟化鈉、氟化氫鈉、氟化鋁、氟硼酸、氟化鋰和氟化鈣中的至少一種。(11)根據(jù)上文(8)的組合物，所述無機(jī)酸為選自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一種。(12)根據(jù)上文(8)的組合物，所述環(huán)胺化合物為選自5-氨基四氮唑、甲基苯駢三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物中的至少一種。(13)根據(jù)上文(8)的組合物，所述氯化合物為選自氯酸、氯化鈉、氯化鉀和氯化銨中的至少一種。(14)根據(jù)上文(8)的組合物，所述有機(jī)酸為選自乙酸、亞氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、檸檬酸、異檸檬酸、甲酸、葡糖酸、羥基乙酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯酸、琥珀酸、磺基琥珀酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、羥基丁二酸、酒石酸和丙烯酸中的至少一種。(15)根據(jù)上文(8)的組合物，所述鹽為鉀鹽、鈉鹽或銨鹽。
(16)根據(jù)上文(8)的組合物，所述組合物還包括重量百分比為0. 05%至3%的銅鹽。(17)根據(jù)上文(16)的組合物，所述銅鹽為選自硝酸銅、硫酸銅和磷酸銅銨中的至少一種。(18)根據(jù)上文(8)的組合物，所述銅金屬層為單一的銅層，該單一的銅層含有選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；銅合金層，該銅合金層含有選自鋁、鎂、鈣、鈦、銀、鉻、錳、鐵、鋯、鈮、鑰、鈀、鉿、鉭和鎢中的至少一種以及選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；或所述單一的銅層和所述銅合金層的疊層。(19)根據(jù)上文(8)的組合物，所述金屬氧化物層包含選自鋅、錫、鎘、鎵、鋁、鈹、鎂、鈣、銀、鋇、錯(cuò)、I它、鈧、銦、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和i戶中的至少兩種。
(20)根據(jù)上文(8)的組合物，所述金屬氧化物層為三組分膜，該三組分膜含有選自錫、鎘、鎵、招、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、銘、鈧、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和金戶中的至少一種以及銦和鋅。根據(jù)本發(fā)明的制造顯示設(shè)備的方法，具有銅金屬層的數(shù)據(jù)金屬層和具有金屬氧化物層的氧化物半導(dǎo)體層可以被同時(shí)形成圖案，由此簡(jiǎn)化了制造過程。此外，還可以防止氧化物半導(dǎo)體層被底切。因此，可改善薄膜晶體管和顯示設(shè)備的生產(chǎn)率和薄膜晶體管和顯示設(shè)備的制造過程中的可靠性。


結(jié)合附圖，從下文的具體描述中可以更清楚地理解本發(fā)明的上述的和其他的目的、特征和其他優(yōu)點(diǎn)，其中圖1為示出顯示設(shè)備的俯視圖；圖2為沿著圖1中示出的線1-1’所作的剖面圖；以及圖3至圖5分別為說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的制造顯示設(shè)備的方法的剖面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種制造具有銅金屬層/金屬氧化物層的顯示設(shè)備的方法，此外還提供了一種用于銅金屬層/金屬氧化物層的蝕刻溶液組合物，該蝕刻溶液組合物被應(yīng)用到如上文所述的制造顯示設(shè)備的方法。在下文中，將具體描述本發(fā)明。蝕刻溶液組合物本發(fā)明的蝕刻溶液組合物用于同時(shí)蝕刻銅金屬層和金屬氧化物層。本發(fā)明的蝕刻溶液組合物可包括過硫酸鹽；氟化合物；無機(jī)酸；環(huán)胺化合物；氯化合物；有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物；和水。更具體地，以本發(fā)明的組合物的總重計(jì)，該組合物可包括重量百分比為0. 5%至20%的過硫酸鹽；重量百分比為0. 01%至2%的氟化合物；重量百分比為1%至10%的無機(jī)酸；重量百分比為0. 5%至5%的環(huán)胺化合物；重量百分比為0. 001%至5%的氯化合物；重量百分比為0. 1%至10%的有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物；余量的水。過硫酸鹽為蝕刻銅金屬層的主要組分。其具體示例可包括過硫酸銨((NH4)2S208)、過硫酸鈉(Na2S208)、過硫酸鉀(K2S2O8)等，這些過硫酸鹽可單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上組合使用。以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì)，所包括的過硫酸鹽的量可以為重量百分比0. 5%至20%。如果過硫酸鹽的含量小于重量百分比5%，則銅金屬層有時(shí)沒有被蝕刻或可具有較低的蝕刻速率。當(dāng)該含量大于重量百分比20%時(shí)，總的蝕刻非?？斓剡M(jìn)行(也就是說，蝕刻速率較高)，這轉(zhuǎn)而導(dǎo)致難以控制蝕刻過程。該氟化合物為在蝕刻溶液組合物中潛在地被離解成氟離子或多原子氟離子的化合物，其為用以去除蝕刻期間產(chǎn)生的殘余物、同時(shí)增加銅金屬層的蝕刻速率的主要組分。氟化合物的種類不特別地受限制但可包括，例如氟酸(HF)、氟化銨(NH4F)、氟化氫銨(NH4HF2)、氟硼酸銨(NH4BF4)、氟化鉀(KF)、氟化氫鉀(KHF2)、氟硼酸鉀(KBF4)、氟化鈉(NaF)、氟化氫鈉(NaHF2)、氟化鋁(A1F3)、氟硼酸(HBF4)、氟化鋰(LiF)、氟化鈣(CaF2)等，這些氟化合物可以單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。
以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì)，所包括的氟化合物的量可以為重量百分比0. 01%至2%。如果氟化合物的含量小于重量百分比0. 01%,則該金屬氧化物層的蝕刻速率減小以導(dǎo)致殘余物的產(chǎn)生。當(dāng)該含量大于重量百分比2%時(shí)，金屬氧化物層被過度蝕刻而導(dǎo)致氧化物半導(dǎo)體層從基板上剝離。無機(jī)酸為用以蝕刻銅金屬層和金屬氧化物層的氧化助劑。其具體示例可包括硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸等，這些無機(jī)酸可以單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì)，所包括的無機(jī)酸的量可以為重量百分比1%至10%。如果無機(jī)酸的含量小于重量百分比1%，則銅金屬層或金屬氧化物層的蝕刻速率減小而造成較差的蝕刻輪廓，并且可以余留殘余物。當(dāng)該含量大于重量百分比10%時(shí)，發(fā)生過度蝕刻，光致抗蝕劑包括裂紋，并且該蝕刻溶液組合物滲入這些裂紋而導(dǎo)致線路短路。該環(huán)胺化合物為用以在蝕刻銅金屬層期間控制蝕刻速率和抑制過度蝕刻的組分，因此減少了蝕刻損失(關(guān)鍵尺寸(critical dimension), CD)。其具體示例可包括5-氨基四氮唑、甲基苯駢三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、批唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物等，這些環(huán)胺化合物可以單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì)，所包括的該環(huán)胺化合物的量可以為重量百分比0.5%至5%，優(yōu)選地，重量百分比0.5%至3%。在這樣的含量范圍內(nèi)，可以提供所期望的銅蝕刻速率和錐角度并且可以控制側(cè)面蝕刻。如果該含量小于重量百分比0. 5%，則難以合適地控制銅金屬層的蝕刻速率從而導(dǎo)致過度蝕刻。當(dāng)該含量大于重量百分比5%時(shí)，銅金屬層的蝕刻速率減小并且在該過程中的蝕刻時(shí)間延長(zhǎng)，因此降低生產(chǎn)率。該氯化合物為在蝕刻溶液組合物中的潛在地被離解成氯離子的化合物，其為用以蝕刻銅金屬層的氧化助劑并且通過與蝕刻銅金屬層所相關(guān)的過硫酸鹽的競(jìng)爭(zhēng)而為用以控制蝕刻速率和錐角度的組分，以便控制過硫酸鹽對(duì)銅金屬層的局部過度蝕刻。其具體示例可包括鹽酸(HCl )、氯化鈉(NaCl )、氯化鉀(KCl )、氯化銨(NH4Cl)等，這些氯化合物可以單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì)，所包括的該氯化合物的量可以為重量百分比0. 001%至5%。如果該氯化合物的含量小于重量百分比0. 001%,則該蝕刻溶液可導(dǎo)致銅金屬層的局部過度蝕刻，因此導(dǎo)致其質(zhì)量惡化。當(dāng)該含量大于重量百分比5%時(shí)，待通過以所期望的含量蝕刻而處理的板材的數(shù)量減小并且蝕刻速率非?？鞆亩疠^差的蝕刻輪廓。有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物為這樣的組分對(duì)于待通過蝕刻處理的所期望數(shù)量的板材而言，確保蝕刻輪廓隨時(shí)間恒定，以便控制銅金屬層的錐角度和蝕刻速率，因此提供了所期望的側(cè)面蝕刻。此外，上述組分可防止蝕刻的金屬離子的螯合反應(yīng)影響所述蝕刻溶液組合物，從而可以在恒定的含量下使待處理的板材的數(shù)量增大。有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物的具體示例可包括乙酸、亞氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、檸檬酸、異檸檬酸、甲酸、葡糖酸、乙二醇酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯酸、琥珀酸、磺基琥珀酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、羥基丁二酸、酒石酸和丙烯酸等，這些物質(zhì)可以單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。此外，有機(jī)酸的鹽可包括例如上述有機(jī)酸的鉀鹽、鈉鹽和銨鹽等，這些物質(zhì)可單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì),所包括的有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者 的混合物的量可以為重量百分比0. 1%至10%。如果有機(jī)酸的含量小于重量百分比0. 1%，則對(duì)于待處理的所述數(shù)量的板材而言，難以保持蝕刻輪廓隨時(shí)間恒定以及待處理的板材的數(shù)量的增大的效果不明顯。當(dāng)該含量大于重量百分比10%時(shí)，過度蝕刻發(fā)生，從而增大側(cè)面蝕刻并且待處理的板材的數(shù)量的增大的進(jìn)一步的效果是非預(yù)期的，因此導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的劣勢(shì)。該蝕刻溶液組合物還可包括銅鹽。該銅鹽可控制⑶變化(偏斜(skew))。其具體示例可包括硝酸銅、硫酸銅和磷酸銅銨等，這些銅鹽可單獨(dú)使用或以兩種或兩種以上的混合物使用。以該蝕刻溶液組合物的總重為100%計(jì)，所包括的該銅鹽的量可以小于重量百分比3%，優(yōu)選地，從重量百分比0. 05%到3%。如果銅鹽的含量大于重量百分比3%，則主氧化劑的氧化性能降低，進(jìn)而減少了待處理的板材的數(shù)量。水為溶劑并且其類型沒有特別限制，然而，可包括去離子蒸餾水，更優(yōu)選地，用于半導(dǎo)體加工的去離子蒸餾水，并且其比電阻可以為18MQ/cm或大于18MQ/cm。所包括的水可以為蝕刻溶液組合物的總重100%的余量。除上述組分之外，本發(fā)明的蝕刻溶液組合物還可包括諸如蝕刻調(diào)節(jié)劑、表面活性齊U、金屬離子螯合劑(或絡(luò)合劑)、腐蝕抑制劑、酸堿度調(diào)節(jié)劑等添加劑中的至少一種。具有如上文所述的技術(shù)規(guī)格的蝕刻溶液組合物特別地可用于均勻地且同時(shí)地蝕刻銅金屬層和金屬氧化物層。因此，可以簡(jiǎn)化蝕刻過程同時(shí)增大生產(chǎn)率。此外，進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層的底部的滲透減小并且沒有在底部上引起切口，由此防止半導(dǎo)體圖案的剝離。例如，本發(fā)明的“銅金屬層/金屬氧化物層”可包括含以銅金屬層/金屬氧化物層次序疊置的銅金屬層/金屬氧化物層的雙層膜以及含以金屬氧化物層/銅金屬層次序疊置的金屬氧化物層/銅金屬層的雙層膜。此外，還可包括多層金屬膜，該多層金屬膜包括交替疊置成三層或更多層的銅金屬層與金屬氧化物層，例如，包括銅金屬層/金屬氧化物層/銅金屬層的三層膜、包括金屬氧化物層/銅金屬層/金屬氧化物層的三層膜、包括銅金屬層/金屬氧化物層/銅金屬層/金屬氧化物層/銅金屬層的多層膜等。在本文中，銅金屬層和金屬氧化物層各層的厚度不受特別限制。此外，本發(fā)明的“銅金屬層”為在膜的成分中含有銅的膜，并且具體地，可包括單一的銅層，該單一的銅層包括選自純銅和銅氮化物或銅氧化物中的至少一種。此外，該銅金屬層可以為銅合金制成的銅合金層，該銅合金包括選自純銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種以及選自鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、銀(Ag)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鑰(Mo)、鈀(Pd)、鉿(Hf)、鉭(Ta)和鎢(W)中的至少一種。此外，該銅金屬層可以為包括單一的銅層和銅合金層的疊層。在下文中，該銅金屬層用Cu-X表示。本文中所用的“金屬氧化物層”為含有至少2-組分的氧化物的膜，例如，2-組分到4-組分的氧化物，其可以通過AaBbCcDdO來表示。在此處，A、B、C和D彼此不同并且分別可以為鋅(Zn)、錫(Sn)、鎘(Cd)、鎵(Ga)、鋁(Al)、鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、鉈(Tl)、鈧(Sc)、銦(In)、釔(Y)、鑭(La)、錒(Ac)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉭(Ta)或妒(Rf )，并且a、b、c和d分別為至少為0的數(shù)字，但須a、b、c和d中的至少兩個(gè)分別為不是0的數(shù)字。優(yōu)選地，該金屬氧化物層可包括用(Ga)aBbCtlDtlO表示的、含有鎵的2-組分的金屬氧化物層，或者為用AaInbZneDtlO表示的、含有銦和鋅的3-組分的金屬氧化物層。其具體示例可包括鎵-鋅氧化物(Ga2O3-ZnO, GZ0)、鎵-銦-鋅氧化物(Ga2O3-1n2O3-ZnO, GIZ0)、鉿-銦-鋅氧化物(HfO2-1n2O3-ZnO, HIZ0)等。金屬氧化物層的厚度范圍從300埃到500 埃。顯示設(shè)備的制造本發(fā)明可提供一種使用上述的蝕刻溶液組合物制造顯示設(shè)備的方法。圖1為示出顯示設(shè)備的俯視圖，以及圖2為沿圖1中所示的線1-1’所作的剖視圖。顯示設(shè)備100可包括柵極線GL、數(shù)據(jù)線DL、薄膜晶體管SW和像素電極170以及還有柵極絕緣層120和鈍化層160。一種制造顯示設(shè)備的方法可包括在基板上形成包括柵極線和柵極電極的柵極圖案；在其上形成有柵極圖案的基板上提供氧化物半導(dǎo)體層，其中該半導(dǎo)體層包括金屬氧化物層；在該氧化物半導(dǎo)體層上提供數(shù)據(jù)金屬層，其中該數(shù)據(jù)金屬層包括銅金屬層；通過利用本發(fā)明的蝕刻溶液組合物同時(shí)地且完全地蝕刻數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層來使數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層形成圖案，以便形成包括半導(dǎo)體圖案、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的源圖案；以及提供電連接到該漏電極的像素電極。圖3至圖6分別為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例的說明制造顯示設(shè)備的方法的剖視圖。首先，如圖3中所示，在基板110上形成具有柵極線GL和柵極電極GE的柵極圖案，并且在其上形成有柵極圖案的基板110上提供柵極絕緣層120。通過在基板110上提供柵極金屬層和通過蝕刻使柵極金屬層形成圖案，從而可形成柵極圖案。也就是說，該柵極金屬層可含有銅。隨后，如圖4中所示，具有金屬氧化物層的氧化物半導(dǎo)體層130和數(shù)據(jù)金屬層140可依次提供在包括柵極絕緣層120的基板110上。氧化物半導(dǎo)體層130可包括金屬氧化物層，該金屬氧化物層包括選自鋅、錫、鎘、鎵、招、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、銘、鈧、銦、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和金戶中的至少兩種。例如，該金屬氧化物可包括鎵-銦-鋅氧化物(Ga2O3-1n2O3-ZnO, GIZ0)和鉿-銦-鋅氧化物(HfO2-1n2O3-ZnO, HIZ0)等。氧化物半導(dǎo)體層130的厚度范圍為從300埃到500埃。蝕刻-阻擋ES可以被提供在氧化物半導(dǎo)體層130和數(shù)據(jù)金屬層140之間使得其與柵極電極GE重疊。通過在氧化物半導(dǎo)體層130上提供絕緣層、隨后通過蝕刻使絕緣層形成圖案，可以形成蝕刻-阻擋ES。該絕緣層可以由硅氧化物或硅氮化物制成，并且通過去除與其上形成有柵極電極GE的部分重疊的區(qū)域之外的所有部分而形成該蝕刻-阻擋ES。數(shù)據(jù)金屬層140可包括銅金屬層，尤其是含有銅和錳的合金的銅合金層，并且由于該數(shù)據(jù)金屬層140具有優(yōu)異的界面粘結(jié)性，從而被穩(wěn)定地提供在氧化物半導(dǎo)體層130上。數(shù)據(jù)金屬層140可基本上為由銅合金層構(gòu)成的單一的膜，并且包括銅合金層和形成在該銅合金層上的單一的銅層?？商孢x地，數(shù)據(jù)金屬層140可包括銅合金層、提供在銅合金層上的單一的銅層和提供在該單一的銅層上的另一銅合金層。數(shù)據(jù)金屬層140的厚度的范圍在從2，000 埃到 4，000 埃。接下來，如圖5中所示，在數(shù)據(jù)金屬層140上形成光致抗蝕劑圖案152?？稍谠磪^(qū) 10、漏區(qū)20和源線路區(qū)30上形成光致抗蝕劑圖案152，而數(shù)據(jù)金屬層140暴露于包括通道區(qū)40的其他區(qū)。使用作為蝕刻防護(hù)膜的光致抗蝕劑圖案152和本發(fā)明的蝕刻溶液組合物，該數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130可以同時(shí)并且完全被蝕刻。通過數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130的同時(shí)且完全的蝕刻，源電極SE和漏電極DE分別被提供在源區(qū)10和漏區(qū)20上。此外，源線路區(qū)30配置有數(shù)據(jù)線DL。在如上文所述的形成的源圖案的情況下，形成了半導(dǎo)體圖案132。在通道區(qū)40中的數(shù)據(jù)金屬層140通過光致抗蝕劑圖案152而被曝露，并且通過蝕刻溶液組合物被去除。與此同時(shí)，在通道區(qū)40中的半導(dǎo)體圖案132由于蝕刻-阻擋ES仍可保留而不是被去除。通過使用剝離組合物去除光致抗蝕劑圖案152，在基板110上提供包括柵極電極GE、半導(dǎo)體圖案132、蝕刻-阻擋ES、源電極SE和漏電極DE的薄膜晶體管SW。此后，在如上文所述制造的基板110上提供鈍化層160，隨后使鈍化層160形成圖案以形成接觸孔，通過該接觸孔，漏電極DE的一端被暴露。隨后，在其上形成有接觸孔的基板110上提供透明的電極層，隨后使透明電極層形成圖案以形成像素電極170，該像素電極170通過接觸孔電連接到漏電極DE。根據(jù)上述方法，可以制造在圖1中所示的顯示設(shè)備100。具體地，使用本發(fā)明的蝕刻溶液組合物，可以同時(shí)并且完全蝕刻具有銅金屬層的數(shù)據(jù)金屬層140和由金屬氧化物層構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體層130，從而簡(jiǎn)化蝕刻過程和提高生產(chǎn)率。在下文中，將結(jié)合示例和比較例描述優(yōu)選的實(shí)施方式，以更具體地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，所提供的這樣的實(shí)施方式用于示例的目的，并且不限制如在具體的說明書和所附的權(quán)利要求書中所公開的要保護(hù)的主題。因此，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講顯而易見的是，實(shí)施方式的各種改動(dòng)和變型可以在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)并且恰當(dāng)?shù)乇话ㄔ谌缢降臋?quán)利要求書限定的范圍內(nèi)。示例示例 I以混合物總重為100%計(jì)，將重量百分比為10%的過硫酸鈉(SPS)、重量百分比為1%的氟化氫銨(ABF)、重量百分比為4%的硝酸(HN03)、重量百分比為1. 5%的5-氨基四氮唑(ATZ)、重量百分比為1%的氯化鈉(NaCl)、重量百分比為3%的乙酸和余量的水混合到一起以制備180kg的蝕刻溶液組合物。比較例I至比較例4除了使用下表I中列出的各個(gè)成分和其含量之外，重復(fù)示例I中描述的相同的過程。在本文中，含量以重量百分比表示。表I
權(quán)利要求
1.一種制造顯示設(shè)備的方法，所述方法包括以下步驟 在基板上形成包括柵極線和柵極電極的柵極圖案； 在其上形成有所述柵極圖案的所述基板上提供氧化物半導(dǎo)體層，其中所述氧化物半導(dǎo)體層包括金屬氧化物層； 在所述氧化物半導(dǎo)體層上提供數(shù)據(jù)金屬層，其中所述數(shù)據(jù)金屬層包括銅金屬層；通過利用蝕刻溶液組合物同時(shí)且完全地蝕刻所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層來使所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層形成圖案，以便形成包括半導(dǎo)體圖案、數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的源圖案；以及 提供電連接到所述漏電極的像素電極， 其中，所述蝕刻溶液組合物包括重量百分比為O. 5%至20%的過硫酸鹽；重量百分比為O. 01%至2%的氟化合物；重量百分比為1%至10%的無機(jī)酸；重量百分比為O. 5%至5%的環(huán)胺化合物；重量百分比為O. 001%至5%的氯化合物；重量百分比為O. 1%至10%的有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物；和形成所述組合物的余量的水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述銅金屬層為單一的銅層，所述單一的銅層含有選自銅、銅氮化物和銅氧化物的至少一種；銅合金層，所述銅合金層含有選自鋁、鎂、鈣、鈦、銀、鉻、錳、鐵、鋯、鈮、鑰、鈀、鉿、鉭和鎢中的至少一種和選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；或所述單一的銅層和所述銅合金層的疊層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述銅合金層為含有銅和錳的膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述金屬氧化物層含有選自鋅、錫、鎘、鎵、鋁、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、I它、鈧、銦、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和i戶中的至少兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述金屬氧化物層為三組分的膜，所述三組分的膜含有選自錫、鎘、鎵、招、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、I它、鈧、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和講中的至少一種以及與銦和鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)金屬層包括銅合金層和在所述銅合金層上提供的單一的銅層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)金屬層包括銅合金層、在所述銅合金層上提供的單一的銅層和在所述單一的銅層上提供的另一銅合金層。
8.一種用于銅金屬層/金屬氧化物層的蝕刻溶液組合物，所述蝕刻溶液組合物包括 重量百分比為O. 5%至20%的過硫酸鹽； 重量百分比為O. 01%至2%的氟化合物； 重量百分比為1%至10%的無機(jī)酸； 重量百分比為O. 5%至5%的環(huán)胺化合物； 重量百分比為O. 001%至5%的氯化合物； 重量百分比為O. 1%至10%的有機(jī)酸、該有機(jī)酸的鹽或二者的混合物；以及 構(gòu)成所述組合物的余量的水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述過硫酸鹽為選自過硫酸銨、過硫酸鈉和過硫酸鉀中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述氟化合物為選自氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟硼酸銨、氟化鉀、氟化氫鉀、氟硼酸鉀、氟化鈉、氟化氫鈉、氟化鋁、氟硼酸、氟化鋰和氟化鈣中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述無機(jī)酸為選自硝酸、硫酸、磷酸和高氯酸中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述環(huán)胺化合物為選自5-氨基四氮唑、甲基苯駢三氮唑、苯并三唑、甲基苯并三唑、咪唑化合物、吲哚化合物、嘌呤化合物、吡唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、吡咯化合物、吡咯烷化合物和吡咯啉化合物中的至少一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述氯化合物為選自氯酸、氯化鈉、氯化鉀和氯化銨中的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述有機(jī)酸為選自乙酸、亞氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、丁酸、檸檬酸、異檸檬酸、甲酸、葡糖酸、羥基乙酸、丙二酸、草酸、戊酸、磺基苯酸、琥珀酸、磺基琥珀酸、水楊酸、磺基水楊酸、苯甲酸、乳酸、甘油酸、羥基丁二酸、酒石酸和丙烯酸中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述鹽為鉀鹽、鈉鹽或銨鹽。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，所述組合物還包括重量百分比為O.05%至3%的銅鹽。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其中，所述銅鹽為選自硝酸銅、硫酸銅和磷酸銅銨中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述銅金屬層為單一的銅層，所述單一的銅層含有選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；銅合金層，所述銅合金層含有選自鋁、鎂、鈣、鈦、銀、鉻、錳、鐵、鋯、鈮、鑰、鈀、鉿、鉭和鎢中的至少一種以及選自銅、銅氮化物和銅氧化物中的至少一種；或所述單一的銅層和所述銅合金層的疊層。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述金屬氧化物層包括選自鋅、錫、鎘、鎵、鋁、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、I它、鈧、銦、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和i戶中的至少兩種。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中，所述金屬氧化物層為三組分膜，所述三組分膜包括選自錫、鎘、鎵、招、鈹、鎂、 丐、銀、鋇、錯(cuò)、銘、鈧、乾、鑭、錒、鈦、錯(cuò)、鉿、鉭和金戶中的至少一種以及銦和鋅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造顯示設(shè)備的方法和蝕刻溶液組合物，所述蝕刻溶液組合物用于上述方法。所述用于銅金屬層/金屬氧化物層的蝕刻溶液組合物用于同時(shí)蝕刻含有所述銅金屬層的數(shù)據(jù)金屬層和含有所述金屬氧化物層的氧化物半導(dǎo)體層，所述蝕刻溶液組合物依次進(jìn)行所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層的圖案形成，以便形成半導(dǎo)體圖案和包括數(shù)據(jù)線路、源電極和漏電極的源圖案。因此，本發(fā)明的組合物有效地適用于所述制造顯示設(shè)備的方法，確保改善薄膜晶體管和顯示設(shè)備的制造過程中的生產(chǎn)率和可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/306GK103000509SQ20121033057
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者張尚勛, 尹暎晉, 沈慶輔 申請(qǐng)人:東友精細(xì)化工有限公司