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使用性蚀刻剂溶液蚀刻非晶半导体化物

阅读:916发布:2020-05-12

专利汇可以提供使用性蚀刻剂溶液蚀刻非晶半导体化物专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且提供蚀刻方法,其中能对包括镓和锌的至少一种与铟的非晶 氧 化物 半导体 膜进行选择性蚀刻。在该蚀刻方法中,使用 碱 性 蚀刻溶液 进行该选择性蚀刻。该碱性蚀刻溶液尤其含有特定浓度范围的 氨 。,下面是使用性蚀刻剂溶液蚀刻非晶半导体化物专利的具体信息内容。

1.蚀刻非晶化物半导体膜的蚀刻方法,该非晶氧化物半导体膜包括镓和锌的至少一种与铟;
该方法包括用蚀刻溶液对该非晶氧化物半导体膜进行相对于ITO的选择性蚀刻,该蚀刻溶液以在4.6质量%~28质量%范围内选择的浓度含有
2.根据权利要求1所述的蚀刻方法,其中该非晶氧化物半导体膜含有镓、锌和铟。
3.形成非晶氧化物半导体图案的图案形成方法,该方法包括以下步骤:
形成包括镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜;和
用碱性蚀刻溶液对该非晶氧化物半导体膜进行相对于ITO的选择性蚀刻,该蚀刻溶液以在4.6质量%~28质量%范围内选择的浓度含有氨。
4.根据权利要求3所述的图案形成方法,其中在组成比不同于该非晶氧化物半导体膜的氧化物层上形成该非晶氧化物半导体膜。
5.根据权利要求3所述的图案形成方法,其中该非晶氧化物半导体膜包括镓、锌和铟。
6.薄膜晶体管制造方法,包括形成源电极和漏电极、栅电极、栅极绝缘层和半导体层的步骤;
其中该形成半导体层的步骤包括以下步骤:
形成包括镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜;和
用碱性蚀刻溶液对该非晶氧化物半导体膜进行相对于ITO的选择性蚀刻,该蚀刻溶液以在4.6质量%~28质量%范围内选择的浓度含有氨。

说明书全文

使用性蚀刻剂溶液蚀刻非晶半导体化物

技术领域

[0001] 本发明涉及用于制造微电子部件例如半导体器件、集成电路电极的蚀刻方法、图案形成方法、薄膜晶体管制造方法和蚀刻溶液(蚀刻剂)。

背景技术

[0002] 近年来,随着使电子设备的小型化、轻质化和节电化逐渐提高,在显示器领域中由包括铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物IGZO组成的半导体正倍受关注。在低温下能将IGZO非晶氧化物半导体膜形成在树脂膜上,因此正在研究未来将其应用于轻质便携式电子产品。
[0003] 迄今为止,已通过剥离法(lift-off method)对由包括In、Ga和Zn的非晶氧化物形成的膜进行图案化(K.Nomura等,Nature,第432卷,25,2004年11月,第488-492页)。但是,在剥离法中,光致抗蚀剂具有低耐热性以致当进行高温处理时熔融并变形。在除去光致抗蚀剂的步骤中,可能将沉积膜的图案边缘翻起。
[0004] 日本专利申请公开No.2005-258115公开了能用草酸磷酸、乙酸和硝酸的混合酸或硝酸铈(IV)铵溶液对含有铟和锌的氧化物(即IZO)进行蚀刻。
[0005] 但是,当蚀刻由包括Ga和Zn的至少一种与In的氧化物(即IGZO、IZO或IGO)组成的非晶氧化物半导体时,以上酸式蚀刻溶液以同样的蚀刻速率蚀刻每种不同的共存膜。

发明内容

[0006] 以解决以上问题为目的进行了广泛研究,结果完成了本发明,本发明涉及蚀刻包括镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜的蚀刻方法,其特征在于用碱性蚀刻溶液对该非晶氧化物半导体膜进行选择性蚀刻。
[0007] 本发明还涉及形成非晶氧化物半导体图案的图案形成方法,其特征在于具有形成包括镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜的步骤,和用碱性蚀刻溶液对该非晶氧化物半导体膜进行选择性蚀刻的步骤。
[0008] 本发明还涉及薄膜晶体管制造方法,其具有形成源电极和漏电极、栅电极、栅极绝缘层和半导体层的步骤,其特征在于该形成半导体层的步骤具有形成包括镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜的步骤和用碱性蚀刻溶液对该非晶氧化物半导体膜进行选择性蚀刻的步骤。
[0009] 本发明还涉及蚀刻包括镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜的蚀刻溶液,其特征在于该蚀刻溶液含有浓度选择在4.6质量%~28质量%范围内的
[0010] 根据本发明,能针对不同的膜(一种或多种)和衬底表面以高选择性蚀刻选自IGZO、IZO和IGO的非晶氧化物的半导体膜。
[0011] 使用利用这样的蚀刻方法的图案形成方法和薄膜晶体管制造方法,能使器件特性避免分散并提高器件特性的稳定性和均一性。
[0012] 由以下参照附图对示例性实施方案的说明,本发明的进一步的特点将变得明了。

附图说明

[0013] 图1是表示根据本发明方法制造的TFT(薄膜晶体管)结构的截面示意图。
[0014] 图2是表示根据本发明方法制造的TFT结构的截面示意图。
[0015] 图3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H、3I、3J和3K是表示如何根据本发明方法制造TFT的流程的示意图。
[0016] 图4A、4B、4C和4D示意地表示如何根据本发明方法制造TFT的流程。
[0017] 图5是表示铟氧化物膜蚀刻速率的氨浓度依赖性的坐标图,其例示了本发明方法中根据实施例1的含有氨的蚀刻溶液。
[0018] 图6是表示铟氧化物膜相对于ITO的蚀刻选择性的氨浓度依赖性的坐标图,其例示了本发明方法中根据实施例1的含有氨的蚀刻溶液。
[0019] 图7A和7B分别表示蚀刻之前TFT的截面示意图和蚀刻之后TFT的截面示意图,其例示了本发明方法中根据实施例2的蚀刻方法。

具体实施方式

[0020] 可用于本发明中的非晶氧化物半导体膜含有Ga和Zn的至少一种与In。
[0021] 为简化说明,在以下说明中,将包括In、Ga和Zn的氧化物(In-Ga-Zn-O)在下文中称为IGZO。类似地,将包括In和Zn的氧化物(In-Zn-O)称为IZO,将包括In和Ga的氧化物(In-Ga-O)称为IGO。
[0022] 用于本发明中的非晶氧化物半导体膜可以为其中将选自Sn、Al、Sb、Cd、Ge、P、As、N和Mg的至少一种杂质添加到IZO、IGZO和IGO的半导体膜。但是,在这种情况下,杂质可能会对半导体膜的性能产生不利影响,因此该杂质的可接受含量为小于等于10原子%。
[0023] 在本发明中,Ga和Zn的至少一种与In和氧(O),总计含量优选为大于等于90原子%,更优选大于等于95原子%,并且最优选大于等于99原子%。
[0024] 本发明中使用的IGZO中Ga原子和Zn原子的含量可优选为至少大于等于5原子%,并且更优选大于等于10原子%。
[0025] 本发明中使用的IZO中Zn原子的含量可以优选为至少大于等于5原子%,并且更优选大于等于10原子%。
[0026] 本发明中使用的IGO中Ga原子的含量可以优选为至少大于等于2原子%,并且更优选大于等于5原子%。
[0027] 本发明中使用的非晶氧化物半导体膜的材料优选是具有小于1018/cm3的电子载流子浓度的非晶氧化物半导体。在本发明中,非晶氧化物可以为其中在非晶氧化物膜中含有IGZO、IZO或IGO的微晶区的非晶氧化物。具体地,非晶氧化物膜由In-Ga-Zn-O组成,并且,假定其是结晶体,其组成表示为InGaO3(ZnO)m(m为小于6的自然数)。
[0028] 可以在组成比不同于非晶氧化物半导体膜的层或者衬底上形成非晶氧化物半导体膜。特别地,即使将其形成在作为组成比不同于非晶氧化物半导体膜的层的氧化物层上时,也能实现高蚀刻选择性。另外,当制造组成比互不相同的含有铟的氧化物共存于其中的器件时,本发明使得能精确控制蚀刻。具体地,对于双层结构例如IZO/ITO(氧化铟)、IGZO/ITO和IGO/ITO能够进行良好的选择性蚀刻。
[0029] 本发明中使用的碱性蚀刻溶液优选含有氨。
[0030] 在本发明中的蚀刻溶液含有氨的情形中,氨浓度可以优选在4.6质量%~28质量%的范围内。
[0031] 当将氨浓度在本发明中的上述浓度范围内调节时,IGZO相对于ITO、IZO相对于ITO和IGO相对于ITO的蚀刻选择性分别是860~3500、960~2200和580~1500。
[0032] 另外,为了实现将约3.1~3.8的值作为IGZO相对于IGO的蚀刻选择性,希望将氨浓度调节到6质量%~10质量%的范围内。
[0033] 当使用本发明中的蚀刻溶液时,铟氧化物的蚀刻速率按照IGZO、IZO、IGO和ITO的顺序降低。IGZO、IZO和IGO相对于ITO的蚀刻选择性均在两位数或更大的数量级上。
[0034] 当通过使用上述铟氧化物例如IZO、IGZO和IGO的半导体膜作为半导体有源层制造半导体器件时,本发明能提高生产率。当在大面积衬底上制造半导体器件时,本发明特别有效。
[0035] 在本发明中的蚀刻步骤中,可以使用负型抗蚀剂或者正型抗蚀剂。在将正型抗蚀剂用作蚀刻掩模的情形中,含有氨的蚀刻溶液可能使正型抗蚀剂剥落,因此,不优选长时间浸渍蚀刻。因此,当使用具有高达28质量%的氨浓度的蚀刻溶液时,蚀刻时间可优选小于等于30分钟,并且更优选小于等于15分钟。
[0036] 因此,还考虑到蚀刻速度,在将正型抗蚀剂用作蚀刻掩模的情形中,在IGZO的情形中蚀刻厚度的上限优选为150nm,在IZO的情形中优选为100nm,在IGO的情形中优选为65nm。
[0037] 为了避免抗蚀剂的剥落问题,也优选使用对碱溶液具有强耐受性的负型抗蚀剂作为蚀刻掩模用材料,例如光敏聚酰亚胺。
[0038] 本发明中的蚀刻步骤中使用的蚀刻溶液的温度可以为室温(大约20℃)。非晶氧化物例如IZO、IGZO和IGO的半导体膜的导电性取决于温度而大幅变化,因此优选在蚀刻期间尽可能不改变温度。还优选将蚀刻处理温度设定在不高于120℃,因为如果蚀刻溶液具有高温,氨和水蒸发从而导致浓度变化。进一步优选将蚀刻处理温度设定在不高于100℃。
[0039] 当对形成在塑料衬底上的非晶氧化物膜进行选择性蚀刻时,氨浓度可优选为4.6质量%~10.5质量%。当将氨浓度调节在这样的浓度范围内持续一定时间(至少大于等于15分钟)时,能防止塑料衬底明显劣化或者分解(例如溶解或溶胀)。
[0040] 含有氨的碱性蚀刻溶液几乎不蚀刻例如氮化(SiN),其用在栅极绝缘膜(也称栅极绝缘层)中。另外,它基本上不蚀刻介电材料例如氧化硅(SiO)、氧氮化硅(SiON)、氧化铪(HfO)、氧化铪(HfAlO)、氧氮化铪硅(HfSiON)和氧化钇(YO)。因此,当栅极绝缘膜中使用这些材料来制造薄膜晶体管(TFT)时,优选使用本发明中的蚀刻步骤。
[0041] 在本发明中,含有碱性物质例如氢氧化钠、氢氧化或氢氧化的碱性蚀刻溶液还可以用作非晶氧化物例如IGZO、IGO和IZO的半导体膜的蚀刻溶液。
[0042] 以下对可使用本发明中蚀刻步骤的薄膜晶体管的构造进行说明。
[0043] 图1是顶部栅极型薄膜晶体管的截面示意图。如图1中所示,附图标记4表示在其表面上形成有绝缘层的由例如玻璃、石英玻璃或硅形成的衬底。附图标记5和6分别是漏电极和源电极,它们由氧化物半导体例如ITO或金属例如铝形成。附图标记7表示半导体层(称为有源层或沟道层),其是由非晶氧化物例如IGZO、IGO或IZO形成的半导体膜。附图标记8表示由上述介电材料形成的栅极绝缘膜。附图标记9表示由氧化物半导体例如ITO或金属例如铝形成的栅电极。附图标记L表示沟道长度。当蚀刻半导体层7时可以优选使用本发明的蚀刻步骤。
[0044] 图2为底部栅极型薄膜晶体管的截面示意图。用相同的附图标记表示与图1中相同的部件。当蚀刻半导体层7时,能适合地使用本发明中的蚀刻步骤。
[0045] 薄膜晶体管
[0046] 制造方法1
[0047] 以下参照图3A~3K对顶部栅极型TFT制造方法进行说明。
[0048] 如图3A中所示,例如,使用500μm厚的玻璃片(CORNING 1737;玻璃转变温度:640℃)作为衬底4。然后,在衬底表面上,例如,通过反应溅射形成层厚250nm的多晶ITO膜。其次,通过干蚀刻对形成的膜进行图案化以形成漏电极5和源电极6,它们由ITO形成。
[0049] 如图3B中所示,在漏电极5和源电极6上,通过反应溅射形成层厚50nm的将构成18 3
半导体层7的IGZO膜。作为IGZO膜,优选使用具有小于10 /cm 的电子载流子浓度的IGZO膜。
[0050] 图3C~3G是表示用来露出漏电极5和源电极6的配线用接触区的步骤的图。如图3C中所示,形成抗蚀剂图案3作为蚀刻掩模。然后,如图3D和3E中所示,用碱性蚀刻溶液蚀刻IGZO膜以形成半导体层7。这样,露出漏电极5和源电极6的接触区。在这种情形中,室温下使用浓度为10.5质量%的氨水溶液,其中IGZO相对于ITO的蚀刻选择性是约3000。即IGZO的蚀刻速率足够高并且ITO的蚀刻速率足够低。因此通过蚀刻选择性地除去IGZO,并且几乎没有将ITO蚀去。
[0051] 如图3E中所示,形成半导体层7后,用抗蚀剂去除介质例如丙将抗蚀剂图案层3除去。
[0052] 如图3F中所示,例如,通过反应溅射在衬底4顶侧的最外表面上形成层厚100nm的氮化硅(SiN)膜作为栅极绝缘膜8。
[0053] 代替氮化硅膜,也可以使用上述介电材料以形成栅极绝缘膜8。
[0054] 其次,如图3G中所示,通过光刻法和RIE(反应性离子蚀刻)将栅极绝缘膜8形成为图案。当通过RIE对氮化硅膜进行干蚀刻时,能使用型气体(例如CF4)以防止ITO漏电极5和源电极6损伤。据认为这是由于以下原因。即,通过在等离子中的反应由这种氟化碳型气体产生的离子和自由基不能容易地蚀刻铟氧化物。这是因为铟与氟的反应产物InF3具有约1200℃的沸点并且具有低挥发性和低蒸气压,以致在室温下无法从衬底表面轻易地将其释放,因此难以继续蚀刻。
[0055] 栅极绝缘膜8覆盖半导体层7的原因是防止栅电极9和半导体层7互相接触。如果将该半导体层7露出以与栅电极9接触,在图3J中所示的步骤中必须将栅电极9相对于漏电极5和源电极6的蚀刻选择性设定得高。另外,也必须将栅电极9相对于半导体层7的蚀刻选择性设定得高。因此,这使得蚀刻条件难以控制。
[0056] 如图3H中所示,在衬底4的最上侧的表面上,通过反应溅射形成层厚90nm的低阻抗IZO膜,其要构成栅电极9。
[0057] 如图3I中所示,在IZO膜上,通过光刻法形成抗蚀剂图案10。在这种情形下,优选负型抗蚀剂作为抗蚀剂材料。
[0058] 如图3J中所示,用含有氨的蚀刻溶液蚀刻IZO膜以形成栅电极9。例如,在室温下使用浓度10.5质量%的氨水溶液,其中IZO相对于ITO的蚀刻选择性约为800。即,能用含有氨的蚀刻溶液选择性地蚀刻要构成栅电极9的IZO膜。
[0059] 含有氨的蚀刻溶液基本上不蚀刻栅极绝缘膜8。
[0060] 如图3K中所示,通过使用抗蚀剂去除介质例如臭氧来灰化从而除去抗蚀剂图案层10。这样,能制造由栅电极、源电极和漏电极这三个电极以及含铟氧化物作为半导体构成的TFT。
[0061] 薄膜晶体管
[0062] 制造方法2
[0063] 以下参照4A~4D对底部栅极型TFT制造方法进行说明。
[0064] 首先,使用500μm厚的玻璃片作为衬底4,通过反应溅射在衬底4的表面上形成层厚250nm的ITO层。
[0065] 其次,在要构成栅电极层9的ITO层的表面上,通过光刻法形成抗蚀剂层图案作为蚀刻掩模。然后,用王水类蚀刻溶液蚀刻ITO层,此后将抗蚀剂除去。其次,通过反应溅射,接着通过用光刻法和干蚀刻进行图案化来形成要构成栅极绝缘膜8的层厚100nm的氮化硅膜。
[0066] 图4A是表示在将由氮化硅形成的栅极绝缘膜8干蚀刻后除去了抗蚀剂的结构的截面示意图。代替氮化硅膜,也可以通过使用任何下列材料形成栅极绝缘膜8:例如,氧化硅(SiO)、氧氮化硅(SiON)、氧化铪(HfO)、氧化铪铝(HfAlO)、氧氮化铪硅(HfSiON)和氧化钇(YO)。
[0067] 为使电压可施加于栅电极9,使构成接触垫的栅电极9的一部分露出,而非将栅电极9的所有顶部覆以栅极绝缘膜8。栅电极9的接触垫在垂直于如图4A中所视的纸表面的方向上,且未示于图4A中。
[0068] 其次,在该层上,通过反应溅射形成要构成称为有源层或沟道层的半导体层7的层厚60nm的IGO膜。然后,在IGO层的表面上,通过光刻法形成抗蚀剂层3作为蚀刻掩模。
[0069] 其次,如图4B中所示,用含有氨的上述碱性蚀刻溶液蚀刻IGO层以形成半导体层7。
[0070] 如后文给出的实施例1中所示,其中在室温下使用氨浓度为10.5质量%的氨水溶液,IGO相对于ITO的蚀刻选择性约为930。即,使用含有氨的蚀刻溶液使得即使将接触垫在由ITO形成的栅电极9的一部分处显露时也能选择性地蚀刻IGO层。
[0071] 如果在此步骤中使用不具有蚀刻选择性的蚀刻溶液,蚀刻溶液浸入栅电极9和栅极绝缘膜8之间的界面而使TFT的沟道宽度窄于设计值。这会导致TFT的通态电流降低。这也使得控制每个TFT的特性困难,使得TFT不适合规模生产。
[0072] 其次,除去蚀刻剂3,然后通过反应溅射形成100nm层厚的低阻抗IGZO膜,其要构成漏电极和源电极。这种低阻抗IGZO膜能通过溅射形成,并且具有低于由IGO形成的半导体层7的电阻
[0073] 其次,在IGZO膜的表面上,利用光刻法形成图案化的抗蚀剂层10作为蚀刻掩模。此后,如图4C中所示,用后述的含有氨的碱性蚀刻溶液蚀刻IGZO膜,形成漏电极5和源电极6。在此情形下,由ITO形成的栅电极层9的接触垫与IGZO膜紧密接触,因此这就要求IGZO相对于ITO的选择性蚀刻。在此情形下,如后文给出的实施例1中所示,在室温下使用调节到6.4质量%浓度的氨水溶液进行蚀刻。在此情形下IGZO相对于ITO的蚀刻选择性约为2500,并且IGZO相对于IGO的蚀刻选择性约为3.8。
[0074] 即,在基本上没有蚀刻由IGO形成的半导体层7和由ITO形成的栅电极层9的情况下,能选择性蚀刻由IGZO形成的漏电极层5和源电极层6。
[0075] 由于IGZO相对于IGO的蚀刻选择性约为3.8,优选精确控制通过蚀刻形成漏电极层5和源电极层6的步骤中的蚀刻时间。
[0076] 最后,如图4D中所示,用抗蚀剂去除介质例如丙酮除去抗蚀剂层10。
[0077] 这样,能制造薄膜晶体管,其中所有电极和有源层由含有铟的氧化物构成。
[0078] 实施例
[0079] 实施例1
[0080] (蚀刻速率的测定)
[0081] 在实施例1中,将例示用于蚀刻包括IZO、IGZO、IGO和ITO的非晶氧化物膜的本发明的蚀刻方法。在本发明的范围内的优选条件之下对以下实施例进行说明。
[0082] 首先,根据如下所述程序制备实验样品。
[0083] 为了检测IGZO膜、IZO膜和IGO膜的蚀刻速率,使用每个上面形成有100nm厚氧化物膜的Si衬底(525μm厚)作为衬底部件。这些氧化物膜作为蚀刻终止体。具体地说,制备三个Si衬底以备使用。然后,在每个Si衬底上,在表1中所示条件下通过以下出版物所述的反应溅射形成由IGZO膜、IZO膜和IGO膜的任一种组成的氧化物半导体膜:Applied Physics Letters,2006年9月11日,第89卷,第11期,第112123-1~112123-3页。对形成的IGZO、IZO和IGO薄膜进行入射X-射线衍射分析(入射:0.5度),发现没有检测到明显的衍射峰。由此结果确定形成的IGZO、IZO和IGO薄膜是非晶的。
[0084] 为了检测ITO的蚀刻速率,在玻璃衬底上形成层厚29nm的多晶ITO膜。在该ITO样品中,玻璃衬底起到蚀刻终止体的作用。
[0085] 表1
[0086] 铟氧化物膜形成条件
[0087]
[0088] 其次,对每个薄膜的部分表面提供掩模材料图案以致对每个蚀刻区和非蚀刻区能精确观察到蚀刻状态。具体地说,通过已知的光刻法在IGZO、IZO、IGO和ITO薄膜的每一个上形成由宽均为100μm的线构成的抗蚀剂图案,相邻线之间的间隔宽度是100μm。使用可由Clariant AG得到的正型抗蚀剂AZ1500(20cp)作为抗蚀剂。
[0089] 其次,将DI水(去离子水)加至氨溶液(氨浓度:28.0质量%)以制备具有不同浓度的氨水蚀刻溶液。将以上样品浸入具有这样调节后浓度的蚀刻溶液中,由此进行湿蚀刻各自从样品上的抗蚀剂图案显露出的IGZO、IZO、IGO和ITO薄膜。
[0090] 完成蚀刻后,用丙酮将每个样品的抗蚀剂剥落,并观察得到的铟氧化物膜的图案。用台阶仪(Alpha Step)和椭偏仪(由Tencor公司制造)测量蚀刻产生的高度(台阶)差以准确计算蚀刻速率。
[0091] 结果示于图5中。图5是表示室温(约20℃)下IZO、IGZO、IGO和ITO的蚀刻速率的氨浓度依赖性的坐标图。图5中,纵坐标表示蚀刻速率(nm/min.),横坐标表示氨浓度(质量%)。
[0092] 图6是表示由图5的数据转换的IZO、IGZO和IGO相对于ITO的蚀刻选择性的氨浓度依赖性的坐标图。图6中,纵坐标表示相对于ITO的蚀刻选择性,横坐标表示氨浓度(质量%)。
[0093] 从图5可知,当氨浓度为4.6质量%~28.0质量%(稀释用纯水与氨储备溶液的体积比在0.0~3.0的范围内)时,观察到高的蚀刻选择性。更具体地说,含有镓和锌的至少一种与铟的非晶氧化物半导体膜的蚀刻速率明显高于ITO。
[0094] 从图6可以看到,在氨浓度的上述范围内的IGZO、IZO和IGO相对于ITO的蚀刻速率分别为860~3500、960~2200和580~1500。
[0095] 在小于4.6质量%并且大于等于3.6质量%的氨浓度范围内,IGZO、IZO和IGO的蚀刻速率和相对于ITO的蚀刻选择性骤降到约1/50。更具体地说,当氨浓度小于4.6质量%时,相对于ITO的蚀刻速率基本上丧失,并且蚀刻速率也下降。
[0096] 从以上结果可知,希望含有氨的蚀刻溶液具有在4.6质量%~28质量%范围内的氨浓度。
[0097] 使用含有上述浓度范围内的氨的蚀刻溶液可在如下条件下进行蚀刻:铟氧化物的蚀刻速率按照IGZO、IZO、IGO和ITO的顺序。特别地,能将IGZO、IZO和IGO相对于ITO的蚀刻选择性均控制在两位数或更大的数量级上。但是,由于在IGZO、IZO和IGO这三种中相对蚀刻选择性不高,当在上述浓度范围内进行蚀刻时,应当调节蚀刻时间、蚀刻目标物的层厚等。例如,IZO相对于IGO的蚀刻选择性是0.85~1.65。
[0098] 在应当保持IGZO相对于IGO的蚀刻选择性(约3.1-3.8)时,希望将氨浓度调节到约6.4质量%~10.5质量%的范围内。
[0099] 实施例2
[0100] (选择性蚀刻)
[0101] 图7A和7B为说明根据本发明实施例2的选择性蚀刻方法的截面示意图。图7A和7B中,附图标记1表示具有相对低的蚀刻速率的材料层;2表示具有相对高的蚀刻速率的材料层。附图标记3表示用作蚀刻掩模的抗蚀剂层。在材料层1和2各自具有低蚀刻选择性时,材料层1的过量蚀刻深度Δd变得接近于材料层2的掏蚀水平Δw。在制造使用这样结构的薄膜晶体管时,由于薄膜基体管具有不均一的特性而引起分散的问题。
[0102] 使用ITO层作为材料层1并且使用选自IZO、IGZO和IGO中的至少一种形成材料层2,以致能使材料层2相对于材料层1的蚀刻选择性不小于2位数。
[0103] 在材料层1中使用IGO且在材料层2中使用IGZO时,使用具有在6.4质量%~10.5质量%范围内的氨浓度的碱性蚀刻溶液,以致能使材料层2相对于材料层1的蚀刻选择性为约3.1~3.8。能仅仅选择性地蚀刻材料层2来进行该实施例中的蚀刻,其中能使蚀刻停止在材料层1的表面。即,能进行蚀刻以使Δd变为基本上为零。
[0104] 当制造具有图7A和7B中所示结构的薄膜晶体管时,此蚀刻能解决阻抗分散的问题,并使得薄膜晶体管具有均一的特性。
[0105] 根据本发明制造的薄膜晶体管能在例如塑料膜上制造,因此也可以应用于柔性显示器像素驱动器、身份用IC卡、商品IC标签等领域。
[0106] 尽管参照示例性实施方案对本发明进行了说明,但应理解本发明并不限于公开的示例性实施方案。应对以下权利要求的范围给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形和等同结构及功能。
[0107] 此申请要求2006年12月5日提交的日本专利申请No.2006-328204的权益,由此在本文中将其全文引为参考。
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