一种用于铜/钼（铌）/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。本发明专利技术的刻蚀液能够实现对金属源漏电极和半导体层IGZO膜层的同步刻蚀，可降低光罩使用数量、简化IGZO‑TFT制造工艺流程、提高企业生产效率、降低生产成本、确保产品品质，同时该蚀刻液的铜离子负载可达8000ppm，使用寿命更高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用
本专利技术属于金属表面化学处理领域，涉及一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT，ThinFilmTransistor)作为平板显示的核心组成部分，控制着显示面板的开关和颜色变化。TFT器件由多层叠加在一起的膜层组成，每一功能膜层都需要经过多道光罩工艺，每一道光罩工艺都要包括镀膜、光阻涂布、曝光、显影、刻蚀、光阻剥离等步骤，需要耗费大量成本。因此，光罩工艺的数量直接决定显示面板的生产成本。传统基本的TFT制作过程中需要用到光罩工艺的膜层为栅极、有源层、源/漏电极(S/D)层、像素穿孔电极层、像素电极层。目前，si-TFT可以实现最少4道光罩的生产工艺，有源层、S/D层两个膜层共用一道半色调光罩(halftonemask，HTM)光罩，S/D膜层采用化学药液湿刻，Si膜层采用干刻。其具体步骤为，S/D上的阻层经HTM曝光、显影后，(i)用金属蚀刻液去除沟道外的S/D金属层，(ii)干刻工艺去除不需要的Si层，(iii)灰化去除沟道上方的光阻，(iiii)用金属蚀刻液去除沟道内的金属，(iiiii)光阻剥离。而IGZO-TFT最高阶工艺仍需5道光罩工艺，其生产成本仍旧居高不下，使企业面临巨大的成本压力。IGZO与S/D金属膜层的化学性质具有较大差别，需要性质不同的蚀刻液分别蚀刻，目前并没有对S/D和IGZO同时具有良好蚀刻特性的蚀刻液，因此4mask-IGZO-TFT并没有实现量产。若能够糅合S/D金属蚀刻液和IGZO蚀刻液的共同特点，开发出一款蚀刻液，就可以实现4mask-IGZO-TFT工艺。4mask-IGZO-TFT工艺如下，S/D上的阻层经HTM曝光、显影后，(i)用蚀刻液去除沟道外的S/D金属层和IGZO层，(ii)灰化去除沟道上方的光阻，(iii)用S/D金属蚀刻液去除沟道内的金属，(iiii)光阻剥离。因此，为了缩短IGZO-TFT的生产工艺、增加企业效益，亟需开发一种可以同时蚀刻IGZO活性层和S/D源漏电极的蚀刻液。另外，现有过氧化氢系蚀刻液为了更好地控制蚀刻方向和蚀刻速率、获得更好的配线形状，常常加入唑类缓蚀剂，如5-氨基四氮唑、3-氨基三氮唑等，但此类唑类缓蚀剂价格颇高(每公斤单价高达800～900元)，影响了企业的利润水平。因此，在保证药液蚀刻特性和产品电学特性(甚至更佳)的基础上，降低药液的生产成本也是各药液生产商需要考虑的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。在本专利技术中选用氨基咔唑类金属缓蚀剂作为主剂和添加剂中的金属缓蚀剂，一方面降低了产品成本，另一方面，该类缓蚀剂的加入能够获得良好的蚀刻形貌，对产品电学特性也没有影响。为保障蚀刻速率，优选地，所述主剂和添加剂中还包括含氟离子型化合物。优选地，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：在本专利技术中，对于主剂的配方组成进行了筛选，利用这样的各组分的配合，可以一方面降低成本，另一方面可以提高蚀刻液的使用寿命和蚀刻稳定性。在本专利技术的主剂中，所述过氧化氢的质量百分含量可以为1％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。在本专利技术的主剂中，所述硝酸(以其溶质HNO3计算)质量百分含量可以为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。在本专利技术的主剂中，所述含氟离子型化合物质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％。在本专利技术的主剂中，所述胺类化合物或铵盐质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。在本专利技术的主剂中，所述过氧化氢稳定剂的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％或5％。在本专利技术的主剂中，所述金属缓蚀剂的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％或2％。作为优选技术方案，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：优选地，所述添加剂以其总质量为100％计，包括如下组分：在本专利技术的添加剂中，所述硝酸(以其溶质HNO3计算)质量百分含量可以为1％、3％、5％、8％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。在本专利技术的添加剂中，所述含氟离子型化合物的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。在本专利技术的添加剂中，所述胺类化合物或铵盐的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％或20％。在本专利技术的添加剂中，所述金属缓蚀剂的质量百分含量可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％或2％。作为优选技术方案，所述添加剂以其总质量为100％计，包括如下组分：本专利技术中的铜/钼(铌)/IGZO膜层是指金属铜层/金属钼层/IGZO膜层，或者金属铜层/钼铌合金层/IGZO膜层。需要说明的是，在本专利技术中，所述过氧化氢的质量百分含量是以过氧化氢中过氧化氢计的，所述硝酸的质量百分含量是以硝酸中溶质HNO3计的。根据本专利技术提供的技术方案，通过不同质量百分数的不同化合物和蚀刻目标物之间的化学和电化学作用，能够使目标膜层同时被转化为游离离子态化合物而发生刻蚀，蚀刻形貌佳、刻蚀精度高，最终可呈现出CDloss<1μm，35°<坡度角<60°，同时不会对各膜层的电学特性造成损伤。具体地，本专利技术的刻蚀液中的强氧化剂过氧化氢与金属铜、金属钼(铌)以及IGZO中未氧化的铟、镓、锌的单质发生氧化反应，并使膜层结构发生变化。随后，体系中的硝酸与氧化铜、氧化锌等物质发生酸化反应，使它们由固态转变为游离态。体系中的胺或铵盐与钼、铌的氧化物发生配合作用，将其溶解于溶液中。体系中的氟化物与氧化镓、氧化铟等反应，生成金属氟酸根离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，其特征在于，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，其特征在于，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。


2.根据权利要求1所述的刻蚀液，其特征在于，所述主剂和添加剂中还包括含氟离子型化合物。


3.根据权利要求1或2所述的刻蚀液，其特征在于，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：



优选地，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：





4.根据权利要求1-3中任一项所述的刻蚀液，其特征在于，所述添加剂以其总质量为100％计，包括如下组分：



优选地，所述添加剂以其总质量为100％计，包括如下组分：





5.根据权利要求1-4中任一项所述的刻蚀液，其特征在于，所述过氧化氢选用电子级过氧化氢；
优选地，所述含氟离子型化合物选自氢氟酸、氟化铵、氟化氢铵或四甲基氟化铵中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述含氟离子型化合物为氢氟酸，进一步优选地，所述主剂中包括0.01～3％质量百分含量的氢氟酸；
优选地，所述胺类化合物为多元胺类或醇胺类化合物；
进一步地，所述胺类化合物包括乙二胺、丙二胺、二甲基乙醇胺、二乙氨基丙胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺或异丙醇胺中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐帅，张红伟，李闯，胡天齐，钱铁民，
申请(专利权)人：江苏和达电子科技有限公司，四川和晟达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32