[發(fā)明專利]一種圖案化的金屬導(dǎo)線和基板的組合

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310260941.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN103715177A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸弘植;李旺宇;金俸均;鄭鐘鉉;林永祐;金奎布;徐源國(guó);申賢哲;韓筵昊;李騏范;曹三永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星顯示有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/532
• 分類號(hào): H01L23/532;H01L29/45;H01L27/12
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的公開涉及金屬配線（布線，wiring）蝕刻劑組合物，涉及用蝕刻劑組合物形成的金屬配線并且涉及制造顯示基板的方法。更具體地，示范性實(shí)施方式涉及用于蝕刻包含銅作為主要成分的金屬配線層的蝕刻劑組合物，涉及通過使用蝕刻劑組合物形成的金屬配線和使用蝕刻劑組合物制造顯示基板的方法。

背景技術(shù)

通常，平面或曲面的顯示器（例如，液晶顯示器或LCD）包括顯示基板，該基板具有完整形成于其上的圖案化的配線用于相互連接電路如薄膜晶體管（“TFT”），其中后者被用作用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的像素、顯示器件單元的開關(guān)元件。更具體地，所謂的，可以在不同的金屬配線層中提供柵極線和數(shù)據(jù)線作為分別連接到這些TFT中的一些用于控制相應(yīng)像素電極充電和放電的信號(hào)線。然而更具體地，柵極線被配置為用于傳送相應(yīng)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)并且數(shù)據(jù)線被配置為用于傳送用于各自TFT的各自的柵極端子和源極端子的相應(yīng)的源驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

隨著顯示裝置的顯示面積尺寸增加并且也隨著顧客對(duì)具有較高分辯率的顯示裝置需求的增長(zhǎng)，柵極線的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)線的長(zhǎng)度增加，然而同時(shí)柵極線和數(shù)據(jù)線的寬度趨向于降低，并且作為結(jié)果，如從信號(hào)提供源點(diǎn)至位于柵極線或數(shù)據(jù)線的遠(yuǎn)端的TFT所見的，電阻不希望地增加了。更具體地，不希望的電阻-電容（“RC”）信號(hào)延遲因數(shù)變得更大。為了降低相關(guān)的RC信號(hào)延遲問題，形成包含具有相對(duì)較低電阻的金屬的柵極線和數(shù)據(jù)線。例如，銅或銅基（copper?based）合金是具有這種相對(duì)較低電阻的金屬。當(dāng)用于形成柵極線和數(shù)據(jù)線時(shí)，Cu基材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電導(dǎo)率并且具有與比方說鋁或鉻相比低得多的電阻。此外，作為自然資源銅是相對(duì)豐富的。然而，在大規(guī)模生產(chǎn)制作顯示板期間，Cu和Cu基導(dǎo)電層對(duì)由化學(xué)氧化劑蝕刻表現(xiàn)出不希望的大的抗性，與鋁或鉻對(duì)蝕刻的抗性相比，其對(duì)蝕刻的抗性顯著更高。因此，為了以生產(chǎn)速度蝕刻Cu基導(dǎo)電層，需要顯著較強(qiáng)的（更具腐蝕性的）氧化劑用于蝕刻這種銅基導(dǎo)電層從而在各自的金屬配線層中形成期望的圖案化的信號(hào)線。

在現(xiàn)有方法中，雖然包含強(qiáng)氧化劑的銅蝕刻劑在用于蝕刻各個(gè)銅層是有效的，但是它們腐蝕性相當(dāng)高以致于它們?nèi)菀讚p傷在先前處理中形成的底層圖案。對(duì)該問題的一個(gè)解決方案是用包含過硫酸類（persulfuric?acid-based）化合物的蝕刻劑作為主要蝕刻成分來替代有時(shí)用于銅的濕法蝕刻的常規(guī)的過氧化物類（peroxide-based）蝕刻劑，這個(gè)目的是當(dāng)蝕刻銅層時(shí)，降低對(duì)在先前處理中預(yù)先形成的圖案的損傷性蝕刻。然而，當(dāng)在室溫下存儲(chǔ)時(shí)，這種過硫酸類蝕刻劑趨向于不穩(wěn)定，并且在由預(yù)定的蝕刻劑溶液的量可以處理的基板最大量方面它們是受限的。

此外，當(dāng)嘗試努力通過增加信號(hào)線的厚度來降低RC延遲問題時(shí)，由常規(guī)蝕刻劑形成的銅配線可能會(huì)發(fā)展為不希望地小（更尖銳），通過增加配線橫截面的基部的尺寸補(bǔ)償基礎(chǔ)錐角，從而不希望地降低了顯示器件像素區(qū)域的開孔率（opening?ratio）（開口率，aperture?ratio）。

可以理解該技術(shù)部分的背景意在提供用于理解此處公開的技術(shù)的有用的背景，并且因此，技術(shù)背景部分可以包含想法、概念或認(rèn)可，其不是在此處公開的主題的相應(yīng)的發(fā)明日期之前由相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員已知的或領(lǐng)會(huì)的內(nèi)容的部分。

發(fā)明內(nèi)容

此處提供了可用于使銅基層圖案化的蝕刻劑組合物，該蝕刻劑組合物在室溫下具有高儲(chǔ)存穩(wěn)定性并能夠提高每單位體積蝕刻劑處理的基板數(shù)，并且該蝕刻劑組合物能夠理想地提高所形成導(dǎo)線的橫截面的基礎(chǔ)錐角（例如，所形成的配線的梯形橫截面的基礎(chǔ)錐角）。

也提供了包含由蝕刻劑組合物蝕刻的Cu基導(dǎo)體的金屬配線。

也提供了使用蝕刻劑組合物制造顯示基板的方法。

根據(jù)示范性實(shí)施方式，圖案化的金屬導(dǎo)線包括包含銦和鋅的氧化物層以及設(shè)置在包含銦和鋅的氧化物層之上或之下的銅基層。包含銦和鋅的氧化物層的氧化鋅量等于或高于按重量計(jì)10%并且低于按重量計(jì)約35%。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在銅基層之上設(shè)置包含銦和鋅的氧化物層。

在一個(gè)實(shí)施方式中，銅基層的厚度在約至約3μm之間，并且包含銦和鋅的氧化物層的厚度在約至約之間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，銅基層的厚度在約1μm至約3μm之間。

在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)置在銅層之上的包含銦和鋅的氧化物層的氧化鋅量等于或高于按重量計(jì)10%并且低于按重量計(jì)約35%。

在一個(gè)實(shí)施方式中，銅基層的導(dǎo)線的橫截面輪廓的基礎(chǔ)錐角等于或大于約50°，并且在一個(gè)外形（species）中在約60°至約85°之間。