DE10162576A1 - Ätzmittel und Ätzverfahren für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen - Google Patents
Ätzmittel und Ätzverfahren für FlüssigkristallanzeigevorrichtungenInfo
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Abstract
Ätzmittel und Ätzverfahren für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, wobei das Ätzmittel Wasserstoffperoxid (H¶2¶O¶2¶) und eine Mischlösung mit wenigstens einem der Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und neutrales Salz aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Matrix-Substrat zur
Verwendung in elektronischen Geräten. Insbesondere betrifft
die vorliegende Erfindung ein Ätzmittel und ein Ätzverfahren
für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen mit Kupfer (Cu)-
Leitungen.
Metallische Leitungen in elektronischen Geräten dienen im
allgemeinen dazu, Signale an elektronische Bauelemente
anzulegen. Die metallischen Leitungen tragen zu den
Produktionskosten und der Stabilität der elektronischen
Geräte bei. Dementsprechend sollte das zur Bildung der
metallischen Leitungen verwendete Material preiswert sein und
einen geringen elektrischen Widerstand sowie einen hohen
Widerstand gegen Korrosion aufweisen.
Matrixsubstrate werden im allgemeinen in
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (LCD = "Liquid Crystal
Display Devices") verwendet. Die Leistungskennlinien und
Betriebseigenschaften der Matrixsubstrate werden zum Teil
durch das Material bestimmt, aus dem die Einzelelemente der
Matrixsubstrate gebildet werden. Beispielsweise haben Gate-
und Datenleitungen des Matrixsubstrates einen wesentlichen
Einfluss auf die Leistungskennlinien und
Betriebseigenschaften des Matrixsubstrates. Obwohl der
elektrische Widerstand der zur Bildung der Gate- und
Datenleitungen verwendeten Materialien bei
kleindimensionierten LCD-Vorrichtungen relativ unbedeutend
ist, bestimmt der elektrische Widerstand der Gate- und
Datenleitungen in großdimensionierten LCD-Vorrichtungen,
insbesondere über 18 Zoll, die Bildqualität. Daher werden in
großdimensionierten LCD-Vorrichtungen hoher Auflösung als
Materialien zur Ausbildung der Gate- und Datenleitungen
Aluminium (Al) oder Aluminiumlegierungen verwendet, da diese
einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweisen.
Reines Aluminium ist jedoch chemisch anfällig, wenn es einer
Säurebehandlung ausgesetzt wird, was während einer
Hochtemperaturbearbeitung zur Bildung von Erhebungen auf den
Oberflächen der Gateleitungen und der Gateelektrode führen
kann. Außerdem kann das Auftreten von Erhebungen zu einem
übermäßigen Wachstum der auf der Gateleitung und der
Gateelektrode gebildeten Gateisolationsschicht führen.
Infolgedessen kann die Gateisolationsschicht zerstört werden,
und zwischen Gateelektrode und einer auf der
Gateisolationsschicht gebildeten aktiven Schicht kann ein
elektrischer Kurzschluss auftreten. Dementsprechend weisen
Dünnschichttransistoren (TFTs = "Thin Film Transistors") mit
aus reinem Aluminium gebildeten Gateleitungen und
Gateelektroden eine unzureichende Wirkungsweise als
Schaltelemente auf.
Zur Überwindung dieser Probleme werden Aluminiumlegierungen
wie beispielsweise Aluminiumneodym (AlNd) zur Ausbildung der
Gateleitung und der Gateelektrode verwendet. Außerdem wird
eine Vielfachschicht-Aluminiumstruktur zur Ausbildung der
Gateleitung und der Gateelektrode verwendet. Insbesondere
wird die Aluminium (Al) Schicht mit einer Molybdän (Mo)
Schicht von hohem Korrosionswiderstand und großer Härte
aufgeschichtet. Wenn die mehrschichtige Aluminiumstruktur zur
Ausbildung der Gateleitung verwendet wird, sind jedoch
zusätzliche Herstellungsschritte erforderlich. Daher wird
Kupfer (Cu), welches billig ist und einen niedrigen
elektrischen Widerstand aufweist, zur Verwendung als
Gateleitung vorgeschlagen, wodurch die Gesamtzahl der
Herstellungsschritte vermindert wird.
In Fig. 1 ist eine schematische Teildraufsicht eines
Matrixsubstrats zur Verwendung in einer bekannten
Flüssigkristallanzeigevorrichtung und in Fig. 2 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 1
dargestellt. In Fig. 1 und 2 weist ein Matrixsubstrat 10
einen Pixelbereich "P" mit einem entsprechenden
Dünnschichttransistor (TFT) "T" und einer Pixelelektrode 42
auf. Gateleitungen 13 sind in einer transversalen Richtung
und Datenleitungen 15 sind in einer longitudinalen Richtung
angeordnet, so dass jedes Paar von Gateleitungen 13 und
Datenleitungen 15 einen Pixelbereich "P" definiert. Der TFT
"T" weist eine Gateelektrode 32, eine Sourceelektrode 34,
eine Drainelektrode 36 und eine Halbleiterschicht 38 auf. Die
Gateelektrode 32 des TFT "T" erstreckt sich von der
Gateleitung 13, wohingegen die Sourceelektrode 34 des TFT "T"
sich von der Datenleitung 15 aus erstreckt. Auf dem Substrat
10 ist eine Gateisolationsschicht 24 ausgebildet, so dass sie
die Gateelektrode 32 und die Gateleitung 13 bedeckt. Die
Drainelektrode 36 ist von der Sourceelektrode 34 beabstandet,
und die Halbleiterschicht 38 ist auf der
Gateisolationsschicht 24, insbesondere über der Gateelektrode
32 angeordnet. Die Halbleiterschicht 38 ist in eine aktive
Schicht 38a und eine ohmsche Kontaktschicht 38b unterteilt.
Die aktive Schicht 38a ist aus reinem amorphen Silizium
hergestellt, wohingegen die ohmsche Kontaktschicht 38b aus
mit Verunreinigungen versehenem amorphen Silizium ausgebildet
ist. Da die ohmsche Kontaktschicht 38b auf der
Sourceelektrode 34 und der Drainelektrode 36 aufgebracht ist,
vermindert die ohmsche Kontaktschicht 38b den
Kontaktwiderstand zwischen der aktiven Schicht 38a, der
Sourceelektrode 34 und der Drainelektrode 36. Die
Sourceelektrode 34 und die Drainelektrode 36 überlappen
gegenüberliegende Enden der Gateelektrode 32. Eine
Passivierungsschicht 39 ist auf der gesamten Oberfläche des
Substrates 10 zum Schutz des TFT "T" und der Datenleitung 15
ausgebildet. Die Passivierungsschicht 39 weist ein
Drainkontaktloch 40 über der Drainelektrode 36 auf, so dass
ein Abschnitt der Pixelelektrode 42 einen Abschnitt der
Drainelektrode 36 überlappt und die Drainelektrode 36 durch
das Drainkontaktloch 40 elektrisch kontaktiert.
In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Struktur und
Konfiguration der Aktivmatrix-
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (AM-LCD = "Active Matrix-
Liquid Crystal Display") wird üblicherweise Aluminium (Al)
zur Ausbildung der Gateleitung 13 verwendet, um die RC-
Verzögerung zu verringern.
In Fig. 3 ist eine Tabelle dargestellt, welche die Merkmale
der Metalle zeigt, die zur Ausbildung von Leitungen in
elektronischen Geräten gemäß dem Stand der Technik verwendet
werden können. Unter den in Fig. 3 gezeigten metallischen
Materialien werden Aluminium (Al) oder Chrom (Cr) als
metallische Leitungen in einem herkömmlichen Matrixsubstrat
verwendet. Obwohl Aluminium (Al) einen geringen elektrischen
Widerstand und eine hohe Adhäsionsfestigkeit aufweist, ist
Aluminium gegenüber Beschädigungen durch Wärme und Säure
anfällig. Daher wird vorgeschlagen, Kupfer (Cu), welches
einen geringen elektrischen Widerstand aufweist und billig
ist, als Material für die metallischen Leitungen in dem
Matrixsubstrat zu verwenden.
Bei der Ausbildung der Gateleitungen unter Verwendung von
Kupfer (Cu) wird im allgemeinen Ammoniumpersulfat ((NH4)2S2O8)
als Ätzmittel zum Ätzen der Cu-Schicht zur Ausbildung der Cu-
Gateleitung verwendet. Die Ausbildung der Datenleitung unter
Verwendung von Kupfer (Cu) ist jedoch problematisch. Zunächst
werden, wenn die Datenleitung unter Verwendung von Kupfer
(Cu) ausgebildet wird, die Source- und Drainelektroden
ebenfalls aus Kupfer (Cu) ausgebildet. Allerdings reagiert
eine Siliziumkomponente einer entsprechenden
Halbleiterschicht mit der Kupferkomponente der Source- und
Drainelektroden, wodurch eine Zwischenschicht zwischen den
Kupfer-, Source- und Drainelektroden und der
Halbleitersiliziumschicht gebildet wird. Die Zwischenschicht
hat auf die elektrischen Eigenschaften des entsprechenden
Dünnschichttransistors (TFT) einen negativen Einfluss.
Zweitens muss, wenn ein anderes Metall als Titan (Ti) oder
Molybdän (Mo) zwischen der Kupferschicht und der
Halbleiterschicht zur Überwindung des obengenannten Problems
aufgebracht wird, das Ätzmittel gleichzeitig die beiden
Metallschichten (Cu-Ti oder Cu-Mo) ätzen. Zum Ätzen der
doppelschichtigen metallischen Schichten (Cu-Ti oder Cu-Mo)
ist es weithin bekannt, Fluorwasserstoff (HF) oder eine
sauerstoffbasierende Ätzlösung als Ätzmittel zu verwenden.
Allerdings ätzt das HF-Ätzmittel nicht nur die
doppelschichtigen metallischen Schichten, sondern auch das
Glassubstrat und die aus Siliziumnitrid (SiNx) oder
Siliziumoxid (SiOx) hergestellte Isolationsschicht. Im
Ergebnis bewirkt das HF-Ätzmittel eine beträchtliche
Beschädigung der Isolationsschicht, wodurch die
Leistungskennlinien der Gateleitung und der Gateelektrode,
die durch die Isolationssicht geschützt werden,
beeinträchtigt werden. Dementsprechend ist es sehr schwierig,
die Datenleitung, die Sourceelektrode und die Drainelektrode
aus Kupfer (Cu) herzustellen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Ätzmittel
und ein Matrixsubstrat mit mittels des Ätzmittels geätzten
Kupferleitungen, bei denen die obengenannten Probleme
vermieden werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ätzmittel zu
schaffen, welches eine doppelschichtige Metallschicht
gleichzeitig ätzt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Verfahren zum Ausbilden eines Matrixsubstrats mit
Kupferleitungen und -elektroden zu schaffen.
Gemäß der Erfindung sind ein Ätzmittel und ein Matrixsubstrat
vorgesehen, welches mittels des Ätzmittels geätzte
Kupferleitungen aufweist, wobei das Ätzmittel
Wasserstoffperoxid (H2O2) und eine Mischlösung enthält,
welche wenigstens eine der Komponenten organische Säure,
anorganische Säure und neutrales Salz aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren
zum Bilden eines Matrixsubstrats zur Verwendung in einer
Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung (TFT-
LCD) folgende Schritte auf: Ausbilden einer ersten
metallischen Schicht auf einem Substrat, Strukturieren der
ersten metallischen Schicht zum Bilden einer Gateleitung und
einer sich von der Gateleitung erstreckenden Gateelektrode,
Ausbilden einer Gateisolationsschicht auf dem Substrat zum
Bedecken der strukturierten ersten metallischen Schicht,
Bilden einer aktiven Schicht auf der Gateisolationsschicht
und über der Gateelektrode, Bilden einer ohmschen
Kontaktschicht auf der aktiven Schicht, Bilden einer zweiten
metallischen Schicht auf der Gateisolationsschicht zum
Bedecken der ohmschen Kontaktschicht und der aktiven Schicht,
Bilden einer dritten metallischen Schicht auf der zweiten
metallischen Schicht, gleichzeitiges Strukturieren der
zweiten metallischen Schicht und der dritten metallischen
Schicht zum Bilden einer doppelschichtigen Datenleitung,
einer doppelschichtigen Sourceelektrode und einer
doppelschichtigen Drainelektrode unter Verwendung eines
Ätzmittels, welches Wasserstoffperoxid (H2O2), einen H2O2-
Stabilisator und wenigstens einen der Bestandteile organische
Säure, anorganische Säure und neutrales Salz aufweist, und
Bilden einer Pixelelektrode, welche die doppelschichtige
Drainelektrode kontaktiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten
Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teildraufsicht eines Matrixsubstrats
zur Verwendung in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung
nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus
Fig. 1 gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3 eine Tabelle, in welcher die Eigenschaften der Metalle
dargestellt sind, die zur Ausbildung der elektrischen
Leitungen in elektronischen Geräten gemäß dem Stand der
Technik verwendet werden;
Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung einer beispielhaften
Abhängigkeit zwischen der Ätzzeit der Kupferschichten und dem
Molverhältnis zwischen Wasserstoffperoxid (H2O2) und
Schwefelsäure (H2SO4) gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung einer weiteren
beispielhaften Abhängigkeit zwischen Ätzrate und
Konzentration an Wasserstoffperoxid (H2O2) gemäß der
vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6a bis 6c Querschnittsansichten entlang der Linie VI-VI
aus Fig. 1 zur Darstellung eines beispielhaften
Herstellungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden, wo immer dies
möglich ist, dieselben Bezugszeichen zur Darstellung
ähnlicher Bauteile verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Datenleitungen eines
Matrixsubstrates sowie Source- und Drainelektroden eines
Dünnschichttransistors beispielsweise aus einer Kupfer-
Molybdän (Cu-Mo)-Doppelschicht gebildet werden. Außerdem
kann ein nachfolgend beschriebenes Ätzmittel zum Ätzen der
Cu-Mo-Doppelschicht gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Ätzmittel eine
Mischlösung aus Wasserstoffperoxid (H2O2), einem H2O2-
Stabilisator und entweder einer organischen Säure, einer
anorganischen Säure oder einem neutralen Salz sein und
gleichzeitig die Cu-Mo-Doppelschicht ätzen. Der
Reaktionsmechanismus von Mo und H2O2 des Ätzmittels ist der
folgende:
Mo + 3H2O2 = MoO3 + 3H2O (1)
Im Ergebnis von Gleichung (1) kann MoO3 hergestellt werden.
Da jedoch MoO3 (H2O) leicht löslich ist, ist die Herstellung
von MoO3 unproblematisch. Daher kann ein Ätzen der Mo-Schicht
durchgeführt werden. Alternativ kann die Mo-Schicht unter
alleiniger Verwendung von Wasserstoffperoxid (H2O2) geätzt
werden.
Der Reaktionsmechanismus von Cu und H2O2 des Ätzmittels lässt
sich durch die folgende Gleichung darstellen.
Cu + H2O2 = CuO + H2O (2)
In Gleichung (2) kann, obwohl eine Kupferverbindung CuO
erzeugt werden kann, das Reaktionsprodukt (d. h. oxidiertes
Kupfer CuO) mit Anionen der organischen Säure, der
anorganischen Säure oder dem neutralen Salz, die in dem
Ätzmittel enthalten sind, reagieren. Daher können die
Kupferverbindung CuO und H2O gemäß der vorliegenden Erfindung
durch das Ätzmittel gebildet werden. Außerdem können
oxidiertes Metall oder Metall-Ionen erzeugt werden.
Um die Cu-Schicht zu ätzen, sind H2O2 und einer der
Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und
neutrales Salz erforderlich. Dementsprechend benötigt beim
Ätzen der metallischen Schichten das Ätzmittel den H2O2-
Stabilisator, um eine Selbstzersetzung von H2O2 zu
verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung reagiert ein erstes
Ätzmittel, welches die organische Säure wie beispielsweise
Essigsäure (CH3COOH), H2O2 und den H2O2-Stabilisator enthält,
mit Kupfer (Cu) folgendermaßen:
Cu + H2O2 = CuO + H2O → CuO + 2CH3COOH = Cu(CH3COO)2 + H2O (3)
Außerdem kann, wenn die anorganische Säure in einem Ätzmittel
gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ein zweites
Ätzmittel H2O2, den H2O2-Stabilisator und einen der
Bestandteile Schwefelsäure (H2SO4), Salpetersäure (HNO3),
Salzsäure (HCl) und Phosphorsäure (H3PO4) enthalten. Daher
kann das zweite Ätzmittel mit Kupfer (Cu) folgendermaßen
reagieren.
Für den Fall, dass das zweite Ätzmittel Schwefelsäure (H2SO4)
enthalten kann:
Cu + H2O2 = CuO + H2O → CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O (4)
Für den Fall, dass das zweite Ätzmittel Salpetersäure (HNO3)
enthalten kann:
Cu + H2O2 = CuO + H2O → CuO + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + H2O (5)
Für den Fall, dass das zweite Ätzmittel Salzsäure (HCl)
enthalten kann:
Cu + H2O2 = CuO + H2O → CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O (6)
Für den Fall, dass das zweite Ätzmittel Phosphorsäure (H3PO4)
enthalten kann:
Cu + H2O2 = CuO + H2O → 3CuO + 2(H3PO4) = Cu3(PO4)2 + 3H2O (7)
Außerdem kann, wenn das neutrale Salz in dem Ätzmittel gemäß
der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ein drittes
Ätzmittel H2O2, den H2O2-Stabilisator und einen der
Bestandteile Kaliumchlorid (KCl), Natriumchlorid (NaCl),
Kaliumhydrogensulfat (KHSO4) und Kaliummetaperiodat (KIO4)
enthalten. Daher reagiert beispielsweise das
Kaliumhydrogensulfat (KHSO4) enthaltende dritte Ätzmittel mit
Kupfer (Cu) folgendermaßen:
Cu + H2O2 = CuO + H2O → CuO + 2KHSO4 = CuSO4 + K2SO4 + H2O (8)
Wie oben beschrieben, kann das Ätzmittel gemäß der
vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von den jeweiligen
Einzelbestandteilen in ein erstes, zweites und drittes
Ätzmittel klassifiziert werden. Daher kann das Ätzmittel
gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens einen der
Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und
neutrales Salz enthalten. Außerdem können, wenn das Ätzmittel
die anorganische Säure enthält, zwei oder drei der
anorganischen Säuren mit dem Ätzmittel gemischt werden. Zwei
oder drei neutrale Salze können auch mit dem Ätzmittel
gemischt werden, wenn das neutrale Salz in dem Ätzmittel
enthalten ist.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in dem eine beispielhafte Relation
zwischen einer Ätzzeit der Kupfer (Cu)-Schichten und den
Molververhältnissen zwischen Wasserstoffperoxid (H2O2) und
Schwefelsäure (H2SO4) gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt ist, und Fig. 5 zeigt eine weitere beispielhafte
Relation zwischen der Ätzrate und der Konzentration an
Wasserstoffperoxid (H2O2).
Gemäß Fig. 4 besitzt eine Kupferschicht eine Dicke von etwa
1000 Angström (Å), und Schwefelsäure (H2SO4) ist mit einem
Gewichtsanteil von etwa 5 Gew.-% vorhanden. Wie in Fig. 4
gezeigt ist, wächst, wenn das Molverhältnis an
Wasserstoffperoxid (H2O2) anwächst, auch die Ätzzeit der Cu-
Schicht an. Insbesondere wird die Erzeugung von oxidiertem
Kupfer (CuO) erhöht, wenn der molare Anteil an
Wasserstoffperoxid (H2O2) in dem Ätzmittel anwächst. Daher
benötigt die Reaktion des oxidierten Kupfers (CuO) mit der
Schwefelsäure (H2SO4) mehr Zeit.
Gemäß Fig. 5 wächst die Ätzrate von Molybdän (Mo) an, wenn
die Konzentration von Wasserstoffperoxid (H2O2) ansteigt.
Nachdem eine bestimmte Konzentration von H2O2 erreicht worden
ist, nähert sich die Ätzrate von Mo jedoch einem
gleichbleibenden Wert an. Dementsprechend können bei
Steuerung des Wasserstoffperoxid (H2O2)-Anteils auf einen
bestimmten Wert sowohl die Cu-Schicht als auch die Mo-Schicht
gleichzeitig geätzt werden. Da außerdem Molybdänoxid (MoO3)
in Wasser (H2O) löslich ist, variiert die Ätzrate auch dann
nicht, wenn organische Säure, anorganische Säure und ein
neutrales Salz dem Ätzmittel hinzugefügt werden. Darüber
hinaus können das Ätzmittel und das Verfahren zum Verwenden
des Ätzmittels in anderen elektronischen Geräten mit Cu-
Schichten verwendet werden.
Fig. 6a bis 6c zeigen Querschnittsansichten entlang der Linie
VI-VI aus Fig. 1, um einen beispielhaften Herstellungsprozess
gemäß der vorliegenden Erfindung darzustellen.
Gemäß Fig. 6a kann eine erste metallische Schicht auf einem
Substrat 100 aufgebracht und anschließend zur Bildung einer
Vielzahl von Gateleitungen (13 in Fig. 1) und einer Vielzahl
von Gateelektroden 132 strukturiert werden. Die erste
metallische Schicht kann Aluminium (Al), eine
Aluminiumlegierung wie beispielsweise Aluminiumneodym (AlNd),
Chrom (Cr), Wolfram (W), Molybdän (Mo) oder Kupfer (Cu)
aufweisen. Die Vielzahl von Gateleitungen kann in
transversaler Richtung angeordnet sein, und jede
Gateelektrode 132 erstreckt sich von jeder Gateleitung auf
dem Substrat 100. Anschließend kann auf einer Oberfläche des
Substrates 100 eine Gateisolationsschicht 124 gebildet
werden, um die strukturierte erste metallische Schicht zu
bedecken. Die Gateisolationsschicht 124 kann ein
anorganisches Material wie beispielsweise Siliziumoxid (SiOx)
oder Siliziumnitrid (SiNx) oder ein organisches Material wie
beispielsweise Benzocyclobuten (BCB) oder ein Acryl
basierendes Harz aufweisen. Nach dem Ausbilden der
Gateisolationsschicht 124 auf dem Substrat 100 zum Bedecken
der strukturierten ersten metallischen Schicht können eine
aktive Schicht 138a, die reines amorphes Silizium (a-Si : H)
enthalten kann, und eine ohmsche Kontaktschicht 138b, die ein
dotiertes amorphes Silizium (n+a-Si : H) enthalten kann,
nacheinander auf der Gateisolationsschicht 124, insbesondere
über der Gateelektrode 132 gebildet werden. Folglich enthält
eine Halbleiterschicht 138 die aktive Schicht 138a und die
ohmsche Kontaktschicht 138b. Die aktive Schicht 138a kann als
aktiver Kanal dienen, wenn der Dünnschichttransistor
aktiviert ist. Die ohmsche Kontaktschicht 138b kann einen
Kontaktwiderstand zwischen der aktiven Schicht 138a und den
in einem späteren Schritt ausgebildeten Elektroden
reduzieren.
Gemäß Fig. 6b kann eine zweite metallische Schicht auf der
gesamten Oberfläche der Gateisolationsschicht 124 ausgebildet
werden, wodurch die aktive Schicht 138a und die ohmsche
Kontaktschicht 138b bedeckt werden. Anschließend kann eine
dritte metallische Schicht darauf folgend auf der zweiten
metallischen Schicht gebildet werden. Die zweite metallische
Schicht kann beispielsweise Molybdän (Mo) und die dritte
metallische Schicht kann beispielsweise Kupfer (Cu) oder eine
Kupferlegierung aufweisen. Die zweite metallische Schicht
kann verhindern, dass die dritte metallische Schicht mit den
Siliziumkomponenten der Halbleiterschicht 138 chemisch
reagiert. Wenn die dritte metallische Schicht mit der
Halbleiterschicht 138 reagiert, wird zwischen der dritten
metallischen Schicht und der Halbleiterschicht eine
Zwischenschicht erzeugt, wodurch die Leistungskennlinien des
Dünnschichttransistors verschlechtert werden.
Außerdem können gemäß Fig. 6b die zweite und die dritte
metallische Schicht gleichzeitig unter Verwendung des oben
beschriebenen Ätzmittels strukturiert werden. Nach
Synthetisieren von H2O2, dem H2O2-Stabilisator und einer der
Komponenten organische Säure, anorganische Säure und
neutrales Salz, führt das Ätzmittel insbesondere gleichzeitig
ein Ätzen und Strukturieren der metallischen Doppelschicht
(Mo-Cu-Schicht) zum Ausbilden einer doppelschichtigen
Datenleitung 115, einer doppelschichtigen Sourceelektrode 134
und einer doppelschichtigen Drainelektrode 130 aus. Die
doppelschichtige Datenleitung 115 kann senkrecht zur
Gateleitung (13 in Fig. 1) angeordnet sein, um einen
Pixelbereich "P" (Fig. 1) mit der doppelschichtigen
Datenleitung 115 zu definieren. Die doppelschichtige
Sourceelektrode 134 kann sich von der doppelschichtigen
Datenleitung 115 erstrecken, und die doppelschichtige
Drainelektrode 136 kann von der doppelschichtigen
Sourceelektrode 134 beabstandet sein. Die doppelschichtige
Sourceelektrode 134 und die doppelschichtige Drainelektrode
136 können an gegenüberliegenden Endabschnitten der
Gateelektrode 132 überlappen. Außerdem kann ein auf der
aktiven Schicht 138a angeordneter Abschnitt der ohmschen
Kontaktschicht 138b unter Verwendung der Sourceelektrode 134
und der Drainelektrode 136 als Masken geätzt werden, wodurch
ein Kanalbereich in der aktiven Schicht 138b zwischen der
Sourceelektrode 134 und der Drainelektrode 136 gebildet wird.
Gemäß Fig. 6c kann eine Passivierungsschicht 139 auf dem TFT
"T" und auf der Gateisolationsschicht 124 ausgebildet werden.
Die Passivierungsschicht 139 kann ein anorganisches Material
wie beispielsweise Siliziumoxid (SiOx) oder Siliziumnitrid
(SiNx) oder ein organisches Material wie beispielsweise
Benzocyclobuten (BCB) oder ein Acryl-basierendes Harz
enthalten. Daher kann die Passivierungsschicht 139 zur
Ausbildung eines Drain-Kontaktloches 140 zum Freilegen eines
Abschnittes der doppelschichtigen Drainelektrode 136
strukturiert werden. Als nächstes kann ein transparentes
leitendes Material auf der strukturierten
Passivierungsschicht 139 aufgebracht werden. Das transparente
leitende Material kann beispielsweise Indiumzinnoxid (ITO)
oder Indiumzinkoxid (IZO) enthalten. Anschließend kann das
transparente leitende Material strukturiert werden, um eine
Pixelelektrode 142 in dem Pixelbereich "P" auszubilden. Ein
Abschnitt der Pixelelektrode 142 kann einen Abschnitt der
Drainelektrode 136 überlappen und die Drainelektrode 136
durch das Drainkontaktloch 140 elektrisch kontaktieren.
Obwohl das beschriebene Verfahren nur die Mo-Cu-Schicht als
Datenleitung, Sourceelektrode und Drainelektrode verwendet,
kann die Mo-Cu-Schicht in der Gateleitung und der
Gateelektrode verwendet werden.
Claims (17)
1. Ätzmittel, aufweisend:
Wasserstoffperoxid (H2O2); und
eine Mischlösung, welche wenigstens einen der Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und neutrales Salz aufweist.
Wasserstoffperoxid (H2O2); und
eine Mischlösung, welche wenigstens einen der Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und neutrales Salz aufweist.
2. Ätzmittel nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen
Wasserstoffperoxid (H2O2)-Stabilisator.
3. Ätzmittel nach Anspruch 1, wobei das Ätzmittel zum
Ätzen einer doppelschichtigen metallischen Schicht mit einer
Kupfer (Cu)-Schicht und einer Molybdän (Mo)-Schicht ausgelegt
ist.
4. Ätzmittel nach Anspruch 1, wobei das Ätzmittel zum
Ätzen einer doppelschichtigen metallischen Schicht mit einer
Kupfer (Cu)-Legierungsschicht und einer Molybdän (Mo)-Schicht
ausgelegt ist.
5. Ätzmittel nach Anspruch 1, wobei die organische Säure
Essigsäure (CH3COOH) aufweist.
6. Ätzmittel nach Anspruch 1, wobei die anorganische
Säure aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Schwefelsäure
(H2SO4), Salpetersäure (HNO3), Salzsäure (HCl) und
Phosphorsäure (H3PO4) enthält.
7. Ätzmittel nach Anspruch 1, wobei das neutrale Salz aus
einer Gruppe ausgewählt ist, welche Kaliumchlorid (KCl),
Natriumchlorid (NaCl), Kaliumhydrogensulfat (KHSO4) und
Kaliummetaperiodat (KIO4) aufweist.
8. Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats zur
Verwendung in einer Dünnschichttransistor-
Flüssigkristallanzeigevorrichtung (TFT-LCD), wobei das
Verfahren folgende Schritte aufweist:
Ausbilden einer ersten metallischen Schicht auf einem Substrat;
Strukturieren der ersten metallischen Schicht zum Bilden einer Gateleitung und einer sich von der Gateleitung erstreckenden Gateelektrode;
Ausbilden einer Gateisolationsschicht auf dem Substrat zum Bedecken der strukturierten ersten metallischen Schicht;
Bilden einer aktiven Schicht auf der Gateisolationsschicht und über der Gateelektrode;
Bilden einer ohmschen Kontaktschicht auf der aktiven Schicht;
Bilden einer zweiten metallischen Schicht auf der Gateisolationsschicht zum Bedecken der ohmschen Kontaktschicht und der aktiven Schicht;
Bilden einer dritten metallischen Schicht auf der zweiten metallischen Schicht;
gleichzeitiges Strukturieren der zweiten metallischen Schicht und der dritten metallischen Schicht zum Bilden einer doppelschichtigen Datenleitung, einer doppelschichtigen Sourceelektrode und einer doppelschichtigen Drainelektrode unter Verwendung eines Ätzmittels, welches Wasserstoffperoxid (H2O2), einen H2O2-Stabilisator und wenigstens einen der Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und neutrales Salz aufweist; und
Bilden einer Pixelelektrode, welche die doppelschichtige Drainelektrode kontaktiert.
Ausbilden einer ersten metallischen Schicht auf einem Substrat;
Strukturieren der ersten metallischen Schicht zum Bilden einer Gateleitung und einer sich von der Gateleitung erstreckenden Gateelektrode;
Ausbilden einer Gateisolationsschicht auf dem Substrat zum Bedecken der strukturierten ersten metallischen Schicht;
Bilden einer aktiven Schicht auf der Gateisolationsschicht und über der Gateelektrode;
Bilden einer ohmschen Kontaktschicht auf der aktiven Schicht;
Bilden einer zweiten metallischen Schicht auf der Gateisolationsschicht zum Bedecken der ohmschen Kontaktschicht und der aktiven Schicht;
Bilden einer dritten metallischen Schicht auf der zweiten metallischen Schicht;
gleichzeitiges Strukturieren der zweiten metallischen Schicht und der dritten metallischen Schicht zum Bilden einer doppelschichtigen Datenleitung, einer doppelschichtigen Sourceelektrode und einer doppelschichtigen Drainelektrode unter Verwendung eines Ätzmittels, welches Wasserstoffperoxid (H2O2), einen H2O2-Stabilisator und wenigstens einen der Bestandteile organische Säure, anorganische Säure und neutrales Salz aufweist; und
Bilden einer Pixelelektrode, welche die doppelschichtige Drainelektrode kontaktiert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das erste Metall
Kupfer aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zweite Metall
Molybdän aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das dritte Metall
Kupfer aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das dritte Metall
eine Kupferlegierung aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die doppelschichtige
Datenleitung, die doppelschichtige Sourceelektrode und die
doppelschichtige Drainelektrode eine Kupfer (Cu)-Schicht und
eine Molybdän (Mo)-Schicht aufweisen.
14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die doppelschichtige
Datenleitung, die doppelschichtige Sourceelektrode und die
doppelschichtige Drainelektrode eine Kupfer (Cu)-
Legierungsschicht und eine Molybdän (Mo)-Schicht aufweisen.
15. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die organische Säure
Essigsäure (CH3COOH) aufweist.
16. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die anorganische
Säure aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche Schwefelsäure
(H2SO4), Salpetersäure (HNO3), Salzsäure (HCl) und
Phosphorsäure (H3PO4) aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das neutrale Salz
aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche Kaliumchlorid (KCl),
Natriumchlorid (NaCl), Kaliumhydrogensulfat (KHSO4) und
Kaliummetaperiodat (KIO4) aufweist.
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