一种图案化的金属导线和基板的组合制造技术

一种图案化的金属导线和基板的组合，所述基板具有在其上形成的所述金属导线，所述金属导线包括：包含铟和锌的氧化物层；以及铜基层，设置在所述包含铟和锌的氧化物层之上或之下，其中，所述包含铟和锌的氧化物层的氧化锌量等于或高于按重量计10%并且低于按重量计约35%。用于蚀刻铜基配线层的湿法蚀刻组合物，包含按重量计约40%至按重量计约60%之间的磷酸、按重量计约1%至按重量计约10%之间的硝酸、按重量计约3%至按重量计约15%之间的乙酸、按重量计约0.01%至按重量计约0.1%之间的铜离子化合物、按重量计约1%至按重量计约10%之间的硝酸盐、按重量计约1%至按重量计约10%之间的乙酸盐，和余量的水。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种图案化的金属导线和基板的组合，所述基板具有在其上形成的所述金属导线，所述金属导线包括：包含铟和锌的氧化物层；以及铜基层，设置在所述包含铟和锌的氧化物层之上或之下，其中，所述包含铟和锌的氧化物层的氧化锌量等于或高于按重量计10%并且低于按重量计约35%。用于蚀刻铜基配线层的湿法蚀刻组合物，包含按重量计约40%至按重量计约60%之间的磷酸、按重量计约1%至按重量计约10%之间的硝酸、按重量计约3%至按重量计约15%之间的乙酸、按重量计约0.01%至按重量计约0.1%之间的铜离子化合物、按重量计约1%至按重量计约10%之间的硝酸盐、按重量计约1%至按重量计约10%之间的乙酸盐，和余量的水。【专利说明】一种图案化的金属导线和基板的组合
本专利技术的公开涉及金属配线(布线，wiring)蚀刻剂组合物，涉及用蚀刻剂组合物形成的金属配线并且涉及制造显示基板的方法。更具体地，示范性实施方式涉及用于蚀刻包含铜作为主要成分的金属配线层的蚀刻剂组合物，涉及通过使用蚀刻剂组合物形成的金属配线和使用蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。
技术介绍
通常，平面或曲面的显示器(例如，液晶显示器或LCD)包括显示基板，该基板具有完整形成于其上的图案化的配线用于相互连接电路如薄膜晶体管(“TFT”)，其中后者被用作用于驱动相应的像素、显示器件单元的开关元件。更具体地，所谓的，可以在不同的金属配线层中提供栅极线和数据线作为分别连接到这些TFT中的一些用于控制相应像素电极充电和放电的信号线。然而更具体地，栅极线被配置为用于传送相应的栅极驱动信号并且数据线被配置为用于传送用于各自TFT的各自的栅极端子和源极端子的相应的源驱动信号。随着显示装置的显示面积尺寸增加并且也随着顾客对具有较高分辩率的显示装置需求的增长，栅极线的长度和数据线的长度增加，然而同时栅极线和数据线的宽度趋向于降低，并且作为结果，如从信号提供源点至位于栅极线或数据线的远端的TFT所见的，电阻不希望地增加了。更具体地，不希望的电阻-电容(“RC”)信号延迟因数变得更大。为了降低相关的RC信号延迟问题，形成包含具有相对较低电阻的金属的栅极线和数据线。例如，铜或铜基(copper based)合金是具有这种相对较低电阻的金属。当用于形成栅极线和数据线时，Cu基材料表现出优异的电导率并且具有与比方说铝或铬相比低得多的电阻。此夕卜，作为自然资源铜是相对丰富的。然而，在大规模生产制作显示板期间，Cu和Cu基导电层对由化学氧化剂蚀刻表现出不希望的大的抗性，与铝或铬对蚀刻的抗性相比，其对蚀刻的抗性显著更高。因此，为了以生产速度蚀刻Cu基导电层，需要显著较强的(更具腐蚀性的)氧化剂用于蚀刻这种铜基导电层从而在各自的金属配线层中形成期望的图案化的信号线。在现有方法中，虽然包含强氧化剂的铜蚀刻剂在用于蚀刻各个铜层是有效的，但是它们腐蚀性相当高以致于它们容易损伤在先前处理中形成的底层图案。对该问题的一个解决方案是用包含过硫酸类(persulfuric acid-based)化合物的蚀刻剂作为主要蚀刻成分来替代有时用于铜的湿法蚀刻的常规的过氧化物类(peroxide-based)蚀刻剂,这个目的是当蚀刻铜层时，降低对在先前处理中预先形成的图案的损伤性蚀刻。然而，当在室温下存储时，这种过硫酸类蚀刻剂趋向于不稳定，并且在由预定的蚀刻剂溶液的量可以处理的基板最大量方面它们是受限的。此外，当尝试努力通过增加信号线的厚度来降低RC延迟问题时，由常规蚀刻剂形成的铜配线可能会发展为不希望地小(更尖锐)，通过增加配线横截面的基部的尺寸补偿基础锥角，从而不希望地降低了显示器件像素区域的开孔率(opening ratio)(开口率，aperture ratio)。可以理解该技术部分的背景意在提供用于理解此处公开的技术的有用的背景，并且因此，技术背景部分可以包含想法、概念或认可，其不是在此处公开的主题的相应的专利技术日期之前由相关领域技术人员已知的或领会的内容的部分。
技术实现思路
此处提供了可用于使铜基层图案化的蚀刻剂组合物，该蚀刻剂组合物在室温下具有高储存稳定性并能够提高每单位体积蚀刻剂处理的基板数，并且该蚀刻剂组合物能够理想地提高所形成导线的横截面的基础锥角(例如，所形成的配线的梯形横截面的基础锥角)。也提供了包含由蚀刻剂组合物蚀刻的Cu基导体的金属配线。也提供了使用蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。根据示范性实施方式，图案化的金属导线包括包含铟和锌的氧化物层以及设置在包含铟和锌的氧化物层之上或之下的铜基层。包含铟和锌的氧化物层的氧化锌量等于或高于按重量计10%并且低于按重量计约35%。 在一个实施方式中，在铜基层之上设置包含铟和锌的氧化物层。在一个实施方式中，铜基层的厚度在约I ,OOOA至约3 μ m之间，并且包含铟和锌的氧化物层的厚度在约IOOA至约500A之间。在一个实施方式中，铜基层的厚度在约14 111至约34 111之间。在一个实施方式中，设置在铜层之上的包含铟和锌的氧化物层的氧化锌量等于或高于按重量计10%并且低于按重量计约35%。在一个实施方式中，铜基层的导线的横截面轮廓的基础锥角等于或大于约50°，并且在一个外形(species)中在约60°至约85°之间。在一个实施方式中，在铜基层之下设置包含铟和锌的氧化物层。在一个实施方式中，金属导线进一步包括设置在铜基层之下的钛层。根据本专利技术公开的实施方式，蚀刻剂组合物可以蚀刻由铜或铜合金、由钥、由镍、由钴、由氧化铟锌(铟锌氧化物)、由氧化镓锌、氧化锌铝、氧化铟锡、氧化铟镓锌、无定形氧化铟锡、铜合金、钥镍合金或钥钴合金组成的单金属层，或其多层变体。在室温下蚀刻剂组合物具有高贮藏性，并且每单位存储的蚀刻剂溶液可以用于相对较大数量的基板。此外，蚀刻剂组合物可以防止损害包含玻璃、氧化硅、氮化硅等的基础基板。 此外，蚀刻剂组合物可以蚀刻包含铜和氧化物的多个层。因此，可以提高用于显示基板的制造工艺的生产力。此外，可以增大具有基本上是梯形的横截面并且作为蚀刻图案的一部分形成的导线的基础锥角，从而可以降低导线的基础厚度。因此，可以实现用于显示基板的低电阻导线，并且可以提高像素的开孔率。【专利附图】【附图说明】参照附图，通过描述它们的示范性实施方式，上述和其它特征及优点将变得更明显,其中:图1至10是示出根据本公开的示范性实施方式的制造显示器基板的方法的横截面视图；图11至15是示出由根据本专利技术公开的实施例的蚀刻剂组合物形成的金属图案的横截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。【具体实施方式】在下文中，参照附图将详细地说明蚀刻剂组合物、使用该蚀刻剂组合物形成的金属导线和使用该蚀刻剂组合物制造显示基板的方法。蚀刻剂组合物根据示范性实施方式的蚀刻剂组合物包含磷酸(Η3Ρ04)、硝酸(ΗΝ03)、乙酸(CH3COOH)、铜离子化合物(Cu-X)、硝酸盐(Y-NO3)、乙酸盐(Z-CH3CO2 )、以及其余部分的去离子水。蚀刻剂组合物可进一步包含氟代金属酸(fluorometallic acid)。在下文中,将进一步详细地描述蚀刻剂组合物的每个组份。磷酸蚀刻剂组合物的磷酸组份可以与铜反应从而蚀刻铜基导电层。例如，依照以下反应磷酸可以氧化铜: 3Cu+2H3P04 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化的金属导线和基板的组合，所述基板具有在其上形成的所述金属导线，所述金属导线包括：包含铟和锌的氧化物层；以及铜基层，设置在所述包含铟和锌的氧化物层之上或之下，其中，所述包含铟和锌的氧化物层的氧化锌量等于或高于按重量计10%并且低于按重量计35%。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴弘植，李旺宇，金俸均，郑钟铉，林永祐，金奎布，徐源国，申贤哲，韩筵昊，李骐范，曹三永，
申请(专利权)人：三星显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR