[發明專利]鈦層或含鈦層的蝕刻液組合物及蝕刻方法

在審

• 申請號: 201880020746.5
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN110462799A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 佐佐木遼;高橋秀樹;橫山大雅
• 申請（專利權）人: 關東化學株式會社
• 主分類號: H01L21/308
• 分類號: H01L21/308;H01L21/28;H01L21/336;H01L29/786
• 代理公司: 31266 上海一平知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐迅;馬思敏<國際申請>=PCT/JP2

本發明提供用于選擇性蝕刻處理形成在氧化物半導體層的鈦層或含鈦層的鈦或鈦合金蝕刻液組合物以及使用該蝕刻液組合物的蝕刻方法。本發明的蝕刻液組合物如下：用于蝕刻氧化物半導體上的鈦層或含鈦層，包含含有銨離子的化合物、過氧化氫及堿性化合物，pH為7～11。

技術領域

本發明涉及用于選擇性蝕刻處理形成在氧化物半導體層的鈦層或含鈦層的鈦或含鈦層蝕刻液組合物以及使用該蝕刻液組合物的蝕刻方法。

背景技術

通常，用于液晶顯示裝置的開關元件等的薄膜晶體管(Thin Film Transistor：以下，也稱為“TFT”)具有玻璃等的基板上的柵電極、覆蓋其的柵極絕緣膜、以及形成在該柵極絕緣膜上的一部分的半導體層，并且具有在該半導體層與上述柵極絕緣膜上都形成有源電極或漏電極的結構。這種結構稱為Bottom Gate Top Contact型(以下，稱之為BGTC型、反交錯型)，是在將非晶硅用于半導體層的TFT中廣泛使用的結構。由于可以改變使用非晶硅的TFT制造線或裝置，因此在將氧化物半導體用于半導體層的TFT的制造中進行了最積極地研究。并且，柵電極位于上部的Top Gate Top Contact型(TGTC型、共面型)TFT也被常規使用。

作為源電極或漏電極的配線材料，使用銅或鋁等。電極形成是通過配件材料的蝕刻來進行，但最近，為了保護配線材料及提高與柵極絕緣膜的粘附性、防止遷移，將鈦或鈦合金與配線材料作為疊層膜來成膜后進行蝕刻。

至于TFT，目前為止，考慮到半導體層的材料面，廣泛使用了使用多晶硅的TFT及使用非晶硅的TFT。然而，近年來，將IGZO(由銦、鎵、鋅構成的氧化物)等的氧化物半導體用于半導體層的TFT備受關注。

與現有TFT相比，使用氧化物半導體的TFT具有電子遷移率高、且可降低功耗等的優異的特性。然而，與多晶硅及非晶硅相比，氧化物半導體不能被選作蝕刻時蝕刻對象的電極材料，因此難以加工。

在BGTC型TFT中，關于電極形成方法，可分為蝕刻終止層(ESL)型(圖1)及反向通道蝕刻(BCE)型(圖2)。蝕刻終止層型通過在半導體層與電極之間追加稱為蝕刻終止層的層來形成，由此可防止因蝕刻而損壞半導體層，但是該工序變得復雜且成本高。另一方面，反向通道蝕刻型雖然是不形成蝕刻終止層的方法，但由于可損壞氧化物半導體，因而蝕刻方法受限。

通常，鈦或鈦合金的蝕刻通過干蝕刻或濕蝕刻來進行，干蝕刻的設備成本費用高，如果不是蝕刻終止層型則無法避免對半導體層的損壞。另一方面，濕蝕刻可以抑制成本且大規模生產。

然而，由于鈦或鈦合金基底的氧化物半導體容易因蝕刻而損壞，因此，目前，在氧化物半導體層上的電極形成幾乎都使用蝕刻終止層型來進行。在專利文獻1中，作為IGZO上的銅的蝕刻液，記載了包含過氧化氫、不含氟的酸、膦酸類化合物的蝕刻液，然而完全沒有研究鈦的蝕刻。并且，在專利文獻2中，作為IGZO上的銅的蝕刻液，記載了包含過氧化氫、酸、氟離子供應源、亞甲基磺酸化合物、過氧化氫穩定劑的蝕刻液，雖然研究了鈦的蝕刻，但該蝕刻液是pH為5以下的酸性蝕刻液。

另一方面，以往，作為鈦、含鈦金屬化合物或鈦合金的蝕刻液，已知包含氟離子的酸性蝕刻液及包含過氧化氫的蝕刻液。

作為包含過氧化氫的鈦或鈦合金的蝕刻液包括包含過氧化氫、有機胺類堿性化合物及水溶性有機溶劑的蝕刻液(專利文獻3)、包含過氧化氫、螯合劑及氨或無機酸鹽的蝕刻液(專利文獻4)、包含過氧化氫、有機酸鹽及水的蝕刻液(專利文獻5)、包含過氧化氫、氨化合物及表面均質劑的蝕刻液(專利文獻6)、包含過氧化氫、含氮膦酸類螯合劑、堿金屬氫氧化物及有機酸的蝕刻液(專利文獻7)、包含過氧化氫、含羥基的膦酸、堿性化合物及來自無機酸的陰離子物種的蝕刻液(專利文獻8)、包含過氧化氫、堿金屬硅酸鹽或雙膦酸鹽、以及堿性化合物的蝕刻液(專利文獻9)、包含過氧化氫、含羥基的膦酸、堿性化合物、陰離子物種及銅防腐蝕劑的蝕刻液(專利文獻10)、以及包含過氧化氫、磷酸、膦酸及氨的蝕刻液(專利文獻11)。