DE10162576B4 - Ätzmittel und Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen - Google Patents

Ätzmittel und Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen Download PDF

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Abstract

Ätzmittel zum Ätzen einer metallischen Doppelschicht mit einer Kupferschicht oder einer Kupferlegierungsschicht und einer Molybdänschicht, aufweisend: Wasserstoffperoxid; und eine Mischlösung, welche wenigstens Essigsäure, Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumhydrogensulfat oder Kaliummetaperiodat aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ätzmittel zum Ätzen einer metallischen Doppelschicht mit einer Kupferschicht oder einer Kupferlegierungsschicht und einer Molybdänschicht und ein Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats zur Verwendung in einer Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
  • 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, 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 Gatelektrode 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 1 ist eine schematische Teildraufsicht eines Matrixsubstrats zur Verwendung in einer bekannten Flüssigkristallanzeigevorrichtung und in 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus 1 dargestellt. In 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 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 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 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 Aluminiumgegenüber 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 (SiN) 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.
  • Die US-Patentschrift US 4 220 706 A offenbart Ätzlösung für mehrschichtige Metallschichten, die eine Lösung mit 0,5 bis 50 Gewichtsprozent HNO3, 0,03 bis 1 Gewichtsprozent HF, 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent H2O2 und 0,1 bis 1 Gewichtsprozent H2SO4 aufweist, so dass die Ätzlösung drei oder mehrere Metalle auf Siliziumsubstraten gleichförmig ätzt.
  • DE 29 06 644 A1 offenbart eine stabilisierte wässrige Wasserstoffperoxyd-Lösung, die wirksam gegen eine Zersetzung durch Metallionen stabilisiert ist, wobei diese Lösung für Metallauflösungsverfahren Schwefelsäure aufweisen kann.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher ein Ätzmittel und ein Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats, bei dem das Ätzmittel verwendet wird, 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 zu schaffen.
  • Die Erfindung stellt ein Ätzmittel gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats zur Verwendung in einer Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 3 bereit. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Ätzmittel vorgesehen, wobei das Ätzmittel Wasserstoffperoxid (H2O2) und eine Mischlösung enthält, welche Essigsäure (CH3COOH), Kaliumchlorid (KCl), Natriumchlorid (NaCl), Kaliumhydrogensulfat (KHSO4) oder Kaliummetaperiodat (KIO4) aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Anwendung des Ätzmittels 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 des Ätzmittels, welches ferner einen H2O2-Stabilisator 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:
  • 1 eine schematische Teildraufsicht eines Matrixsubstrats zur Verwendung in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus 1 gemäß dem Stand der Technik;
  • 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;
  • 4 zeigt ein Diagramm eines Vergleichsbeispiels zur Darstellung einer beispielhaften Abhängigkeit zwischen der Ätzzeit von Kupferschichten und einem Molverhältnis zwischen Wasserstoffperoxid (H2O2) und Schwefelsäure (H2SO4);
  • 5 ein Diagramm zur Darstellung einer weiteren beispielhaften Abhängigkeit zwischen Ätzrate und Konzentration an Wasserstoffperoxid (H2O2) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 6a bis 6c Querschnittsansichten entlang der Linie VI-VI aus 1 zur Darstellung eines Herstellungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel 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 Essigsäure oder einem neutralen Salz, ausgewählt aus KCl, NaCl, KHSO4 und KIO4 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 Essigsäure 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 Essigsäure und neutrales Salz erforderlich. Dementsprechend benötigt beim Ätzen der metallischen Schichten das Ätzmittel den H2O2-Stabilisator, um eine Selbstzersetzung von H2O2 zu verhindern.
  • Ein erstes Ätzmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält beispielsweise Essigsäure (CH3COOH), H2O2 und den H2O2-Stabilisator, und reagiert mit Kupfer (Cu) folgendermaßen: Cu + H2O2 = CuO + H2O → CuO + 2CH3COOH = Cu(CH3COO)2 + H2O (3)
  • Ein zweites Ätzmittel gemäß einem Vergleichsbeispiel kann 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)
  • Ein drittes Ätzmittel gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung 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)
  • Das Ätzmittel gemäß der vorliegenden Erfindung weist wenigstens einen der Bestandteile Essigsäure und neutrales Salz, ausgewählt aus KCl, NaCl, KHSO4 und KIO4, auf. Zwei oder drei neutrale Salze können auch mit dem Ätzmittel gemischt werden, wenn das neutrale Salz in dem Ätzmittel enthalten ist.
  • 4 zeigt ein Diagramm eines Vergleichsbeispiels, in dem eine beispielhafte Relation zwischen einer Ätzzeit von Kupfer(Cu)-Schichten und Molververhältnissen zwischen Wasserstoffperoxid (H2O2) und Schwefelsäure (H2SO4) dargestellt ist, und 5 zeigt eine weitere beispielhafte Relation zwischen der Ätzrate und der Konzentration an Wasserstoffperoxid (H2O2).
  • Gemäß 4 besitzt eine Kupferschicht eine Dicke von etwa 100 nm, und Schwefelsäure (H2SO4) ist mit einem Gewichtsanteil von etwa 5 Gew.-% vorhanden. Wie in 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 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 Essigsäure 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.
  • 6a bis 6c zeigen Querschnittsansichten entlang der Linie VI-VI aus 1, um einen Herstellungsprozess gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darzustellen.
  • Gemäß 6a kann eine erste metallische Schicht auf einem Substrat 100 aufgebracht und anschließend zur Bildung einer Vielzahl von Gateleitungen (13 in 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 Acrylbasierendes 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 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 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 Essigsäure 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 1) angeordnet sein, um einen Pixelbereich „P” (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 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 (9)

  1. Ätzmittel zum Ätzen einer metallischen Doppelschicht mit einer Kupferschicht oder einer Kupferlegierungsschicht und einer Molybdänschicht, aufweisend: Wasserstoffperoxid; und eine Mischlösung, welche wenigstens Essigsäure, Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumhydrogensulfat oder Kaliummetaperiodat aufweist.
  2. Ätzmittel nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Wasserstoffperoxid-Stabilisator.
  3. Verfahren zum Bilden eines Matrixsubstrats (100) zur Verwendung in einer Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ausbilden einer ersten metallischen Schicht auf einem Substrat (100); Strukturieren der ersten metallischen Schicht zum Bilden einer Gateleitung (13) und einer sich von der Gateleitung (13) erstreckenden Gateelektrode (132); Ausbilden einer Gateisolationsschicht (124) auf dem Substrat (100) zum Bedecken der strukturierten ersten metallischen Schicht; Bilden einer aktiven Schicht (138a) auf der Gateisolationsschicht (124) und über der Gateelektrode (132); Bilden einer ohmschen Kontaktschicht (138b) auf der aktiven Schicht (138a); Bilden einer zweiten metallischen Schicht auf der Gateisolationsschicht (124) zum Bedecken der ohmschen Kontaktschicht (138b) und der aktiven Schicht (138a); Bilden einer dritten metallischen Schicht auf der zweiten metallischen Schicht; Bilden einer Pixelelektrode (142), welche die doppelschichtige Drainelektrode (136) kontaktiert; und den Schritt: gleichzeitiges Strukturieren der zweiten metallischen Schicht und der dritten metallischen Schicht zum Bilden einer doppelschichtigen Datenleitung (115), einer doppelschichtigen Sourceelektrode (134) und einer doppelschichtigen Drainelektrode (136) unter Verwendung eines Ätzmittels, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ätzmittel gemäß Anspruch 2 verwendet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das erste Metall Kupfer aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zweite Metall Molybdän aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das dritte Metall Kupfer aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das dritte Metall eine Kupferlegierung aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die doppelschichtige Datenleitung (115), die doppelschichtige Sourceelektrode (134) und die doppelschichtige Drainelektrode (136) eine Kupfer-Schicht und eine Molybdän-Schicht aufweisen.
  9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die doppelschichtige Datenleitung (115), die doppelschichtige Sourceelektrode (134) und die doppelschichtige Drainelektrode (136) eine Kupfer-Legierungsschicht und eine Molybdän-Schicht aufweisen.
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