JP2000133635A - エッチング剤及びこれを用いた電子機器用基板の製造方法と電子機器 - Google Patents
エッチング剤及びこれを用いた電子機器用基板の製造方法と電子機器Info
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Abstract
を積層した積層膜を配線材料として用いる場合に、上記
積層膜を構成する各金属膜を一回のエッチングにより略
同一エッチングレートでエッチングできるエッチング剤
及びこれを用いた電子機器用基板の製造方法と、これに
より製造した基板を有する電子機器の提供。 【解決手段】 フッ酸と過ヨウ素酸と硫酸とを有し、前
記フッ酸と過ヨウ素酸との合計の重量割合が0.05な
いし30wt%であり、かつ前記硫酸の重量割合が0.
05乃至20wt%であり、前記フッ酸に対する過ヨウ
素酸の重量比が0.01乃至2であり、アルミニウム膜
又はアルミニウム合金膜とチタン膜又はチタン合金膜と
を積層してなる配線5,12,14の各膜を略同一エッ
チングレートで一括的にエッチング可能な材料からなる
ことを特徴とするエッチング剤。
Description
れを用いた電子機器用基板の製造方法と、これにより製
造した基板を有する電子機器に関し、特に、Al膜又は
Al合金膜とTi膜又はTi合金膜とを積層してなる配
線の各膜を略同一エッチングレートで一括的にエッチン
グ可能なエッチング剤に関する。
という利点を有しており、電子機器において、基板上の
電極等の配線材料に多用されている。図12は、電子機
器の一例として、一般的な薄膜トランジスタ型液晶表示
装置の薄膜トランジスタ部分を示す概略図である。この
薄膜トランジスタ82は、基板83上にゲート電極84
が設けられ、このゲート電極84を覆うようにゲート絶
縁膜85が設けられている。ゲート電極84上方のゲー
ト絶縁膜85上にアモルファスシリコン(以下、a−S
iと略記する)からなる半導体能動膜86が設けられ、
リン等のn型不純物を含むアモルファスシリコン(以
下、n+型a−Siと略記する)からなるオーミックコ
ンタクト層87を介して半導体能動膜86上からゲート
絶縁膜85上にわたってソース電極88およびドレイン
電極89が設けられている。そして、これらソース電極
88、ドレイン電極89、ゲート電極84等で構成され
る薄膜トランジスタ82を覆うパッシベーション膜90
が設けられ、ドレイン電極89上のパッシベーション膜
90にコンタクトホール91が設けられている。さらに
このコンタクトホール91を通じてドレイン電極89と
電気的に接続されるインジウム酸化錫(以下、ITOと
略記する)等の透明電極層からなる画素電極92が設け
られている。
置するゲート配線端部のゲート端子パッド部93の断面
構造を示している。基板83上のゲート配線材料からな
る下部パッド層94上にゲート絶縁膜85およびパッシ
ベーション膜90を貫通するコンタクトホール95が設
けられ、このコンタクトホール95を通じて下部パッド
層94と電気的に接続される透明電極層からなる上部パ
ッド層96が設けられている。尚、ソース配線端部にお
いても類似の構造となっている。以上のように、例え
ば、薄膜トランジスタにおいては、ゲート端子、ソース
端子および画素電極をなす透明電極層と、ゲート配線、
ソース配線およびドレイン電極をなす配線用金属が直接
接続されるように構成されている。ところが、この種の
電子機器において配線抵抗を下げる目的で、配線用材料
としてAlからなる金属膜を用いた場合、ヒロックが生
じるという問題がある。このヒロックは、熱処理時にA
l膜の表面に発生する針状突起のことであり、この突起
がAl上に積層された絶縁層を突き抜け、他の導電層と
ショートしたり絶縁不良を起こしたりする恐れがあっ
た。また、ITOとAlを直接接触させると、ITO中
の酸素がAlを酸化してしまい、その結果コンタクト部
分の電気抵抗が上昇してしまう。
上にMo膜やCr膜等の他の金属膜を形成した積層膜
(以下、相異金属の積層膜と略す)が多用されるように
なってきている。このような相異金属の積層膜からゲー
ト電極84を形成する場合、例えば、図14のAに示す
ように、基板83上に形成したAl膜84a上にMo膜
84bを積層した積層膜84cの表面にフォトリソグラ
フィーにより所定のパターンのフォトマスク97を形成
した後、H3PO480重量%とHNO3とCH3COOH
とH2Oからなるエッチング剤を用いて上記積層膜84
cを一括エッチングを行うことにより得られる。ところ
が上記の相異金属の積層膜に一括エッチングを施してパ
ターニングする場合には、金属膜間の電位差によりエッ
チング剤中で電池反応が起り、下層のAl膜が上層のM
o膜より速くエッチングされるため、図14のBに示す
ような下層のAl膜84aの線幅が上層のMo膜84b
の線幅より狭くなるアンダーカットが生じてしまい、絶
縁耐圧不良などの問題が起こる場合があった。そこで、
このような問題を解決する方法として、上記の一括エッ
チング後、ひさし状のMo膜84bを可ヨウ素酸を用い
る追加エッチングを行うことにより、パターニングする
方法が考えられている。
電子機器用基板の製造方法においては、相異金属の積層
膜から積層配線を形成する際に、エッチング工程が少な
くとも2回必要であるために、歩留まりが悪く、また、
製造工程が長くなってしまい、コスト高となるという問
題があった。また、上述のような追加エッチングを行う
と、上層のMo膜84bが下層のAl膜84aより僅か
に速くエッチングされ、図14のCに示すように下層の
Al膜84aが僅かに突き出てしまうという問題が生
じ、積層配線を構成する上層と下層の配線の線幅のコン
トロールが困難であった。
4を形成する他の形成方法としては、図15のAに示す
ように基板83上にAl膜84aを形成した後、Al膜
84aの表面にフォトレジスト97を塗布し、フォトリ
ソグラフィーを行い、ついで図15のBに示すようにエ
ッチングを行って、所望の線幅のAl膜84aを得、つ
いで図15のCに示すようにAl膜84aをMo膜84
bで覆った後、図15のDに示すようにフォトリソグラ
フィーにより所定パターンのフォトマスク98を形成し
た後、エッチングを行うことにより得られる。ところが
この方法でも先に述べた従来の方法と同様にエッチング
工程が少なくとも2回必要であるため、同様の問題があ
り、また、得られる積層配線構造は、図15のEに示す
ように下層のAl膜84aが上層のMo膜84bで覆わ
れた構造であるため、上層の線幅が下層の線幅より必然
的に大きくなってしまうため、上層と下層の配線の線幅
のコントロールが困難であった。
で、低抵抗のAl膜又はAl合金膜に他の金属膜を積層
した積層膜を配線材料として用いる場合に、上記積層膜
を構成する各金属膜を一回のエッチングにより略同一エ
ッチングレートでエッチングできるエッチング剤及びこ
れを用いた電子機器用基板の製造方法と、これにより製
造した基板を有する電子機器を提供することにある。
Al合金膜に他の金属膜を積層した相異金属の積層膜を
配線材料として用いる場合に、一回のエッチングによ
り、アンダーカットの発生を極力低減したうえで、上記
積層膜を構成する各金属膜を略同一エッチングレートで
エッチング可能なエッチング剤を提供すべく、特に上記
相異金属の積層膜を構成する各金属膜を電極として電解
液に浸漬した際の電極電位に着目し、種々の検討及び実
験を重ねた結果、上記積層膜をなすその他の金属膜とし
てAl又はAl合金との電位差が小さいものを用いれ
ば、エッチングレートの差が小さく、具体的には、Al
膜又はAl合金膜とTi膜又はTi合金膜とを順に形成
した積層膜を配線材料として用いると、アンダーカット
の発生を低減でき、一括エッチングできる可能性がある
との推定に至った。
に基づくものである。図4に示すような電極電位測定装
置を用意した。この電極電位測定装置は、電解液75が
満たされる容器76と、一方の電極77としての標準水
素電極(以下、SHEと略す)と、他方の電極78とし
ての種々の金属(Al、Mo、Ti、Cu、Cr)から
なる試料と、これら両電極77,78に可変抵抗79を
介して接続された電源80から概略構成されたものであ
る。このような電極電位測定装置を用いて両極間77,
78の電位差を測定するには、容器76内に電解液75
を満たした後、該電解液75にSHE77および試料7
8を浸漬し、電源80から電圧を加えて電流を流すこと
により、両極間77,78の電極電位E0を測定した。
容器に満たされる電解液75は、試料を構成する金属に
より異なり、試料がAlの場合はH2SO4、Moの場合
はHCl又はNaOH、Tiの場合はHCl、Cuの場
合はH2SO4、Crの場合はHClを用いた。ここでの
電極電位E0の測定の際には、電流が0になるように可
変抵抗を調節し、そのときの電極間の電位差を読みとっ
たものである。その結果を図5に示す。なお図5中、Δ
EはAlからなる試料の電極電位と、他の金属からなる
試料の電極電位との電位差である。 図5に示した結果
から、Alからなる試料(E0=−1.66V)を用い
たときの電極間の電位差との差が小さいものはTiから
なる試料(E0=−1.63V)であり、ΔE=0.0
3Vであることがわかった。
i膜又はTi合金膜とを順に積層した積層膜(以下、A
lとTiの積層膜と略す)を用いた積層配線はこれまで
実用化されておらず、また、このような積層配線を形成
する際にアンダーカットの発生を極力低減したうえで、
上記積層膜を構成する各金属膜を略同一エッチングレー
トで一括エッチング可能なエッチング剤も実用化されて
いないし、上記積層膜を一括エッチングする方法も確立
されておらず、従って上述した推定が実証され実用化さ
れるには未だ至っていない。
重ねた結果、エッチング剤をフッ酸と過ヨウ素酸と硫酸
から構成するとAlとTiの積層膜を構成する各金属膜
を同時にエッチングできること、このエッチング剤にA
lからなる電極とTiからなる電極を浸漬し先に述べた
実験と同様にして電極間の電位差を測定したときの電位
差ΔEが小さくなると、AlとTiの積層膜を一括エッ
チングしたときのAl膜のサイドエッチ量ΔLが小さく
なり、特に、電極間の電位差ΔEが400mV以下のエ
ッチング剤を用いると、実用上問題のない程度(ΔLが
500オンク゛ストローム程度以下)までアンダーカットを低減
できることを見いだした。また、上記電極間の電位差Δ
Eは、上記エッチング剤を構成する各成分の配合量を調
整することにより変更できることを見いだした。その理
由は、下記式(1) E=E0+(RT/nFlnσ) ・・・(1) (式中、Eは電位差、E0は標準電極電位、Rは気体定
数、Tは絶対温度、nは電子数、Fはファラデー定数、
σは溶液相のイオンの活量である。)で示されるNer
nst式において、σの値はエッチング剤の組成および
組成比によって変更できるため、電位差であるEの値も
変更できるからである。
Eと、AlとTiの積層膜のサイドエッチ量ΔLとの関
係を示す。ここでのサイドエッチ量ΔLは、図13に示
すように基板2a上に1300オンク゛ストロームのAl膜3a
と500オンク゛ストロームのTi膜4aを順に積層した積層膜
をHFとHIO4とH2SO4からなるエッチング剤を用
いてエッチングをしたときに、Ti膜4側面から入り込
んだTi膜4側面までの距離である。図6の電位差ΔE
が0.1Vのときエッチング剤の各成分の割合は、HF
が0.3wt%、HIO4が0.5wt%、H2SO4が
0.5mol/l(2.7wt%)、ΔEが0.45V
のときは、HFが0.25wt%、HIO 4が0.5w
t%、H2SO4が0.3mol/l(1.6wt%)、
ΔEが0.65Vのときは、HFが0.5wt%、HI
O4が1wt%、H2SO4が0.5mol/l(2.7
wt%)、ΔEが0.95Vのときは、HFが0.3w
t%、HIO4が1.0wt%、H2SO4が0.5mo
l/l(2.7wt%)であった。
酸と過ヨウ素酸と硫酸から構成したとき、これら各成分
の配合量を以下のような特定の範囲内に規定することに
より、Al電極とTi電極間の電位差ΔEが400mV
以下のものが得られ、上記課題を解決できるとの結論に
至った。本発明は、フッ酸と過ヨウ素酸と硫酸とを有
し、上記フッ酸と過ヨウ素酸との合計の重量割合が0.
05ないし30wt%であり、かつ上記硫酸の重量割合
が0.05乃至20wt%であり、上記フッ酸に対する
過ヨウ素酸の重量比が0.01乃至2であり、Al膜又
はAl合金膜とTi膜又はTi合金膜とを積層してなる
配線の各膜を略同一エッチングレートで一括的にエッチ
ング可能な材料からなることを特徴とするエッチング剤
を上記課題の解決手段とした。
合が0.05wt%未満であると、エッチングレートが
遅くなり過ぎてしまい、30wt%を超えるとエッチン
グレートが速くなり過ぎて制御が困難になってしまう。
上記硫酸の重量割合が0.05wt%未満であると、上
記電位差ΔEが400mVを超えてしまい、Al膜又は
Al合金膜とTi膜又はTi合金膜との積層膜を一括エ
ッチングしたときに大きなアンダーカットが生じてしま
い、絶縁耐圧不良が生じる場合があり、20wt%を超
えて添加してももはや効果の増大はできず、フッ酸と過
ヨウ素酸の割合が少なくなり、エッチング状況の面内分
布が悪くなってしまう。上記フッ酸に対する過ヨウ素酸
の重量比が0.01未満であると、上記電位差ΔEが4
00mVを超えてしまい、重量比が2を超えると電位差
ΔEが400mVを超えてしまい、上記積層膜を一括エ
ッチングしたときに大きなアンダーカットが生じてしま
い、絶縁耐圧不良が生じる場合がある。
素酸と硫酸から構成されたものであるので、Al膜又は
Al合金膜とTi膜又はTi合金膜とを順に形成した積
層膜、あるいはTi膜又はTi合金膜、Al膜又はAl
合金膜およびTi膜又はTi合金膜とを順に形成した積
層膜を構成する各金属膜を同時にエッチングできる。ま
た、本発明のエッチング剤によれば、上記フッ酸と過ヨ
ウ素酸との合計の重量割合を0.05ないし30wt%
の範囲内、かつ上記硫酸の重量割合を0.05乃至20
wt%の範囲内、上記フッ酸に対する過ヨウ素酸の重量
比を0.01乃至2の範囲内に調整したことにより、低
抵抗のAl膜又はAl合金膜に他の金属膜としてTi膜
又はTi合金膜を積層した積層膜を構成する各金属膜を
一回のエッチングにより略同一エッチングレートでエッ
チングできる。
である基板上にAl膜又はAl合金膜とTi膜又はTi
合金膜とを順に形成した積層膜(以下、AlとTiの積
層膜と略す)の表面に所定パターンのマスクを形成し、
本発明のエッチング剤を用いて上記積層膜をエッチング
して上記所定パターンの積層配線を形成することを特徴
とする電子機器用基板の製造方法を上記課題の解決手段
とした。また、本発明は、少なくとも表面が絶縁性であ
る基板上にTi膜又はTi合金膜、Al膜又はAl合金
膜およびTi膜又はTi合金膜とを順に形成した積層膜
(以下、TiとAlとTiの積層膜と略す。)の表面に
所定パターンのマスクを形成し、本発明のエッチング剤
を用いて上記積層膜をエッチングして上記所定パターン
の積層配線を形成することを特徴とする電子機器用基板
の製造方法を上記課題の解決手段とした。
ば、上述の構成の本発明のエッチング剤を用いて上記積
層膜をエッチングすることにより、一回のエッチング工
程で上記積層膜を構成する各金属膜を同時にかつ略同一
エッチングレートでエッチングできるので、歩留まりが
良好で、製造工程を短縮できる。また、上記積層膜を構
成する各金属膜を略同一エッチングレートでエッチング
できるので、積層配線を構成する上層と下層の配線の線
幅のコントロールが容易である。また、Al膜又はAl
合金膜にTi膜又はTi合金膜を積層した積層膜を用い
るので、Al膜又はAl合金膜表面にバリア層が形成さ
れた構成となり、その後の熱処理等によるAl膜又はA
l合金膜表面のヒロックの成長が抑えられるため、ヒロ
ックによるショートや絶縁不良を防止できる。また、T
i膜又はTi合金膜とITOとのコンタクト抵抗は、A
l膜又はAl合金膜とITOとのコンタクト抵抗よりも
低いため、Al膜又はAl合金膜表面にTi膜又はTi
合金膜を形成することにより、コンタクト抵抗を低くす
ることができる。従って、本発明の電子機器用基板の製
造方法によれば、電気的特性が良好であり、歩留まりの
向上によるコストが低い電子機器用基板を得ることがで
きる。
載の製造方法により製造した基板を有することを特徴と
する電子機器を上記課題の解決手段とした。本発明の電
子機器によれば、低抵抗配線としてAl膜またはAl合
金膜を有する積層配線を用いた電子機器用基板が備えら
れているので、配線抵抗に起因する信号電圧降下や配線
遅延が生じにくく、配線が長くなる大面積の表示や配線
が細くなる高詳細な表示に最適な表示装置等を容易に実
現できるという利点がある。
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態例のみに
限定されるものではない。図3は、本発明の電子機器用
基板の製造方法を液晶表示装置に備えられる薄膜トラン
ジスタ基板の製造方法に適用して製造された薄膜トラン
ジスタの実施形態例を示す部分断面図である。符号aの
部分は薄膜トランジスタ(TFT)部、bの部分はTF
Tマトリクス外側に位置するソース配線の端子部、cの
部分はゲート配線の端子部を示している。なおこれら3
つの部分は、この薄膜トランジスタ基板1が備えられる
実際の液晶表示装置においては離れた箇所にあり、本来
断面図を同時に示せるものではないが、図示の都合上、
近接させて図示する。
て説明する。薄膜トランジスタ部aには、基板2上に膜
厚1300乃至2000オンク゛ストローム程度のAl膜又はA
l合金膜3と膜厚500乃至1000オンク゛ストローム程度の
Ti膜又はTi合金膜4の積層配線からなるゲート電極
5が設けられている。その上にゲート絶縁膜7が設けら
れ、このゲート絶縁膜7上にアモルファスシリコン(a
−Si)からなる半導体膜8が設けられ、さらにこの半
導体膜8上にn+ 型a−Si層9が設けられ、その上に
ソース電極12およびドレイン電極15が設けられてい
る。ソース電極12、ドレイン電極15は、膜厚500
乃至1000オンク゛ストローム程度のTi膜又はTi合金膜1
0と、膜厚1300乃至2000オンク゛ストローム程度のAl
膜又はAl合金膜11と、膜厚500乃至1000オンク゛
ストローム程度のTi膜又はTi合金膜10の積層配線から
なるものである。
の上方にこれらを覆うパッシベーション膜17(絶縁
膜)が形成され、このパッシベーション膜17に、Al
膜又はAl合金膜11の上側に設けられたTi膜又はT
i合金膜10に達するコンタクトホール18が形成され
ている。そして、コンタクトホール18の内壁面および
底面に沿って画素電極となるITO層19が形成されて
いる。このコンタクトホール18を通じてドレイン電極
15とITO層19(画素電極)が電気的に接続されて
いる。
ゲート絶縁膜7上にTi膜又はTi合金膜10とAl膜
又はAl合金膜11とTi膜又はTi合金膜10からな
る下部パッド層16aが形成され、その上にはパッシベ
ーション膜17が形成され、Al膜又はAl合金膜11
の上側に設けられたTi膜又はTi合金膜10に達する
コンタクトホール20が形成されている。そして、コン
タクトホール20の内壁面および底面に沿ってITOか
らなる上部パッド層21が形成されている。このコンタ
クトホール20を通じて下部パッド層16aと上部パッ
ド層21が電気的に接続されている。
基板2上にAl膜又はAl合金膜3とTi膜又はTi合
金膜4の積層配線からなる下部パッド層16bが形成さ
れ、その上にはゲート絶縁膜7が形成され、さらにこの
上にパッシベーション膜17が形成され、Ti膜又はT
i合金膜4に達するコンタクトホール22が形成されて
いる。そして、コンタクトホール22の内壁面および底
面に沿ってITOからなる上部パッド層23が形成され
ている。このコンタクトホール22を通じて下部パッド
層16bと上部パッド層23が電気的に接続されてい
る。このような構成とすることで、ITO層とAl層は
ITOとの電気接続が可能な金属からなるTi膜又はT
i合金膜を介して接続されるので、お互いが直接接触す
ることによる抵抗値の上昇を起こすことはない。上記パ
ッシベーション膜の例としては、a(アモルファス)−
SiNx:H、a−SiNx、a−SiO2:H、SiO2
等を挙げることができる。
1の製造工程について、図1乃至図2を用いて説明す
る。図1乃至図2中、符号aの部分は薄膜トランジスタ
(TFT)部、bの部分はTFTマトリクス外側に位置
するソース配線の端子部、cの部分はゲート配線の端子
部を示している。まず、図1のAに示すように基板2上
の全体にわたってスパッタ法を用いてAl膜又はAl合
金膜3とTi膜又はTi合金膜4を順に成膜して積層膜
を形成する。ついで、薄膜トランジスタ部aに関しては
Ti膜又はTi合金膜4上にフォトリソグラフィーによ
り所定パターンのフォトマスク27を形成した後、フッ
酸と過ヨウ素酸と硫酸とからなるエッチング剤を用いて
上記積層膜に一括エッチングを施し、図1のBに示すよ
うなAl膜又はAl合金膜3とTi膜又はTi合金膜4
の積層配線からなるゲート電極5を形成する。ここで用
いたエッチング剤は、上記フッ酸と過ヨウ素酸との合計
の重量割合が0.05ないし30wt%の範囲内、かつ上
記硫酸の重量割合が0.05乃至20wt%の範囲内、上
記フッ酸に対する過ヨウ素酸の重量比が0.01乃至2
の範囲内になるように調整されたものである。
i膜又はTi合金膜4上にフォトリソグラフィーにより
所定パターンのフォトマスク28を形成した後、先に用
いたものと同様のエッチング剤を用いて上記積層膜に一
括エッチングを施して、図1のBに示すようなAl膜又
はAl合金膜3とTi膜又はTi合金膜4の積層配線か
らなる下部パッド層16bを形成する。このようにする
と、上記積層膜を構成するAl膜又はAl合金膜3とT
i膜又はTi合金膜4を同時にかつ略同一エッチングレ
ートでエッチングでき、上層と下層の配線の線幅が等し
い積層配線からなるゲート電極5と下部パッド層16b
が得られるので、アンダーカットに起因する絶縁耐圧不
良の発生を防止できる。
てゲート絶縁膜7を形成する。ついで、薄膜トランジス
タ部aに関しては、半導体膜8、n+ 型a−Si層9を
形成した後、図1のCに示すようにTFTのチャネル部
となるゲート電極5の上方部分を残すように半導体膜
8、n+型a−Si層9をエッチングする。そして、薄
膜トランジスタ部a及びソース配線の端子部bに関して
は、図1のDに示すように、Ti膜又はTi合金膜10
とAl膜又はAl合金膜11とTi膜又はTi合金膜1
0を順に成膜して積層膜を形成する。
TFTのチャネル部となるゲート電極5の上方のTi膜
又はTi合金膜10上にフォトリソグラフィーにより所
定パターンのフォトマスク37を形成した後、先に用い
たものと同様のエッチング剤を用いて上記積層膜に一括
エッチングを施して、図2のAに示すようなTi膜又は
Ti合金膜10とAl膜又はAl合金膜11とTi膜又
はTi合金膜10の積層配線からなるソース電極12
と、ドレイン電極14を形成する。一方、ソース配線の
端子部bに関してはTi膜又はTi合金膜10上にフォ
トリソグラフィーにより所定パターンのフォトマスク3
8を行った後、先の用いたものと同様のエッチング剤を
用いて上記積層膜に一括エッチングを施して、図2のA
に示すようなTi膜又はTi合金膜10とAl膜又はA
l合金膜11とTi膜又はTi合金膜10の積層配線か
らなる下部パッド層16aを形成する。このようにする
と、上記積層膜を構成するTi膜又はTi合金膜10と
Al膜又はAl合金膜11とTi膜又はTi合金膜10
を同時にかつ略同一エッチングレートでエッチングで
き、上層と下層と中間層の配線の線幅が等しい積層配線
からなるソース電極12、ドレイン電極14、下部パッ
ド層16aが得られるので、アンダーカットに起因する
絶縁耐圧不良を防止できる。その後、n+ 型a−Si層
9を乾式法あるいは乾式法と湿式法との併用によりエッ
チングしてチャネル24を形成する。
の端子部b及びゲート配線の端子部cに関しては、Ti
膜又はTi合金膜4,10上にパッシベーション膜17
を形成する。ついで、薄膜トランジスタ部aに関して
は、図2のBに示すように、パッシベーション膜17を
乾式法あるいは乾式法と湿式法との併用によりエッチン
グしてコンタクトホール18を形成した後、ITO層を
全面に形成した後、パターニングすることにより、図3
に示すように、コンタクトホール18の底面および内壁
面、パッシベーション膜17の上面にかけてITO層1
9を形成する。一方、ソース配線の端子部b、ゲート配
線の端子部cについても同様でパッシベーション膜17
を乾式法あるいは乾式法と湿式法との併用によりエッチ
ングしてコンタクトホール20、22を形成(ただし、
ゲート配線端子部cではパッシベーション膜17の他、
さらにゲート絶縁膜7もエッチングしてコンタクトホー
ル22を形成する)した後、ITO層を全面に形成した
後、パターニングすることにより、図3に示すように、
コンタクトホール20、22の底面および内壁面、パッ
シベーション膜17の上面にかけて上部パッド層21、
23を形成する。このような手順で、薄膜トランジスタ
基板を製造することができる。
造方法においては、一回のエッチング工程で上記積層膜
を構成する各金属膜を同時にかつ略同一エッチングレー
トでエッチングできるので、積層配線を構成する上層と
下層の配線の線幅のコントロールが容易であるうえ、歩
留まりが良好で、製造工程を短縮できる。また、Al膜
又はAl合金膜上にTi膜又はTi合金膜を積層した積
層膜を用いるので、Al膜又はAl合金膜表面にバリア
層が形成された構成となり、その後の熱処理等によるA
l膜又はAl合金膜表面のヒロックの成長が抑えられる
ため、ヒロックによるショートや絶縁不良を防止でき
る。また、Al膜又はAl合金膜上に形成したTi膜又
はTi合金膜とITO層とを接続しているので、コンタ
クト抵抗を上昇させることなく、Al膜又はAl合金膜
とITO層とを電気的に接続することができる。従っ
て、本実施形態例のトランジスタ基板の製造方法により
製造された薄膜トランジスタ基板1は、電気的特性が良
好であり、歩留まりの向上によりコストを低減できると
いう利点がある。
に限定されるものではなく、例えばAl膜又はAl合金
膜、Ti膜又はTi合金膜、パッシベーション膜等の膜
厚や、形状等について、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
において種々の変更を加えることが可能である。また、
上記の実施の形態においては、ゲート電極5、下部パッ
ド層16bをAl膜又はAl合金膜3と、Ti膜又はT
i合金膜4の積層膜を一括エッチングして形成する場合
について説明したが、Ti膜又はTi合金膜とAl膜又
はAl合金膜とTi膜又はTi合金膜の積層膜を一括エ
ッチングして形成してもよい。また、ソース電極12、
ドレイン電極14、下部パッド層16aをTi膜又はT
i合金膜10とAl膜又はAl合金膜11とTi膜又は
Ti合金膜10の積層膜を一括エッチングして形成する
場合について説明したが、Al膜又はAl合金膜とTi
膜又はTi合金膜の積層膜を一括エッチングして形成し
てもよい。
法により製造された薄膜トランジスタ基板を使用した反
射型液晶表示装置の一例を示す概略図である。この反射
型液晶表示装置は、液晶層59を挟んで対向する上側お
よび下側のガラス基板51、52の上側ガラス基板51
の内面側に上側透明電極層55、上側配向膜57が上側
ガラス基板51側から順に設けられ、下側ガラス基板5
2の内面側に下側透明電極層56、下側配向膜58が下
側ガラス基板52側から順に設けられている。液晶層5
9は、上側と下側の配向膜57、58間に配設されてい
る。上側ガラス基板51の外面側には上側偏光板60が
設けられ、下側ガラス基板52の外面側には下側偏光板
61が設けられ、さらに下側偏光板61の外面側に反射
板62が、反射膜64の凹凸面65を下側偏光板61側
に向けて取り付けられている。反射板62は、例えば、
表面にランダムな凹凸面が形成されたポリエステルフィ
ルム63の凹凸面上にAlや銀などからなる金属反射膜
64を蒸着等で成膜することにより形成されており、表
面にランダムな凹凸面65を有しているものである。
ス基板52が本発明の電子機器の製造方法を薄膜トラン
ジスタ基板の製造方法に適用して製造された実施形態例
の薄膜トランジスタ基板1の基板2、下側透明電極層5
6がITO層(画素電極)19に相当する。本実施形態
の反射型液晶表示装置によれば、低抵抗配線としてAl
膜またはAl合金膜を有する積層配線を用いた薄膜トラ
ンジスタ基板1が備えられているので、配線抵抗に起因
する信号電圧降下や配線遅延が生じにくく、配線が長く
なる大面積の表示や配線が細くなる高詳細な表示に最適
な表示装置を容易に実現できるという利点がある。
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。 (実験例1)図4の電極電位測定装置を用いてエッチン
グ剤中のHIO4の含有量と、Al電極とTi電極間の
電位差との関係について以下のようにして調べた。容器
内にエッチング剤を満たした後、このエッチング剤に両
電極としてAl電極とTi電極を浸漬し、電源から電圧
を加えて電流を流し、両電極間の電位差を測定した。こ
こでのエッチング剤としては、HFを0.3wt%、H2S
O4を0.1mol/l(0.54wt%)と一定とし、HIO4
については0.05wt%乃至2.0wt%の範囲で変更し
た。結果を図8に示す。図8に示した結果からエッチン
グ剤中にHFが0.3wt%、H2SO4は0.1mol/l含ま
れている場合、HIO4の含有量が0.6wt%以下である
と、Al電極とTi電極間の電位差ΔEが0.4V以下
になることがわかる。電位差ΔEが0.4Vになるとき
の、HFに対するHIO4の重量比は、2以下であるこ
とから、HFに対するHIO4の重量比の上限を2とし
た。
量とAl電極とTi電極間の電位差と、このエッチング
剤を用いてAl膜とTi膜の積層膜をエッチングしたと
きのサイドエッチ量ΔLとの関係について以下のように
調べた。エッチング剤中のHFの含有量とAl電極とT
i電極間の電位差については、エッチング剤として、H
IO4を1.5wt%、H2SO4を1mol/l(5.4wt%)と
一定とし、HFについては0.1wt%乃至0.8wt%の範
囲で変更したものを用いた以外は上記実験例1と同様に
して測定した。その結果を図9に示す。また、サイドエ
ッチ量は、膜厚1300オンク゛ストロームのAl膜と膜厚50
0オンク゛ストロームのTi膜の積層膜を、HFの含有量を変更
したエッチング剤を用いて一括エッチングしたときのサ
イドエッチ量ΔLを測定した。その結果を図10に示
す。図9乃至図10に示した結果からエッチング剤中に
HIO4が1.5wt%、H2SO4が1mol/l含まれている
場合、HFの含有量が0.65wt%以上であると、Al
電極とTi電極間の電位差ΔEが0.4V以下になり、
また、サイドエッチ量ΔLも実用上問題のない500オン
ク゛ストローム以下なることが判る。特にHFの含有量が0.
75wt%以上になると、サイドエッチ量ΔLが250オンク
゛ストローム以下となることが判る。
含有量とAl電極とTi電極間の電位差について、エッ
チング剤としてHIO4を0.05wt%、HFを0.03
wt%と一定とし、H2SO4を0wt%乃至0.54wt%の範
囲で変更したものを用いた以外は上記実験例1と同様に
して測定した。その結果を図11に示す。図11に示し
た結果からエッチング剤中にHFが0.03wt%、HI
O4の含有量が0.05wt%含まれている場合、H2SO4
が0.05wt%以下であるとAl電極とTi電極間の電
位差ΔEが0.4V以上になることから、H2SO4の重
量比の下限を0.05wt%とした。
ング剤によれば、上述のような構成としたことにより、
低抵抗のAl膜又はAl合金膜に他の金属膜としてTi
膜又はTi合金膜を積層した積層膜を構成する各金属膜
を一回のエッチングにより略同一エッチングレートでエ
ッチングできるという利点がある。また、本発明の電子
機器用基板の製造方法によれば、上述の構成の本発明の
エッチング剤を用いて上記積層膜をエッチングすること
により、一回のエッチング工程で上記積層膜を構成する
各金属膜を同時にかつ略同一エッチングレートでエッチ
ングできるので、積層配線を構成する上層と下層の配線
の線幅のコントロールが容易であるうえ、歩留まりが良
好で、製造工程を短縮できる。また、本発明の電子機器
によれば、配線抵抗に起因する信号電圧降下や配線遅延
が生じにくく、配線が長くなる大面積の表示や配線が細
くなる高詳細な表示に最適な表示装置等を容易に実現で
きる。
態例の薄膜トランジスタ基板の製造方法を工程順に示し
た概略図である。
態例の薄膜トランジスタ基板の製造方法を工程順に示し
た概略図である。
られた薄膜トランジスタ基板の部分断面図である。
る。
したグラフである。
とTiの積層膜のサイドエッチ量ΔLとの関係を示すグ
ラフである。
した反射型液晶表示装置の一例を示す概略図である。
電極とTi電極間の電位差との関係を示すグラフであ
る。
とTi電極間の電位差との関係を示すグラフである。
ッチング剤を用いてAl膜とTi膜の積層膜をエッチン
グしたときのサイドエッチ量との関係を示すグラフであ
る。
l電極とTi電極間の電位差との関係を示すグラフであ
る。
の薄膜トランジスタ部分を示す概略図である。
す断面図である。
に示した概略図である。
を工程順に示す概略図である。
基板、3・・・Al膜又はAl合金膜、4・・・Ti膜又はT
i合金膜、5・・・ゲート電極(積層配線)、10・・・Ti
膜又はTi合金膜、11・・・Al膜又はAl合金膜、1
2・・・ソース電極(積層配線)、14・・・ドレイン電極
(積層配線)、27,28・・・マスク、37,38・・・マ
スク、52・・・ガラス基板(電子機器用基板)。
Claims (4)
- 【請求項1】 フッ酸と過ヨウ素酸と硫酸とを有し、前
記フッ酸と過ヨウ素酸との合計の重量割合が0.05な
いし30wt%であり、かつ前記硫酸の重量割合が0.
05乃至20wt%であり、前記フッ酸に対する過ヨウ
素酸の重量比が0.01乃至2であり、アルミニウム膜
又はアルミニウム合金膜とチタン膜又はチタン合金膜と
を積層してなる配線の各膜を略同一エッチングレートで
一括的にエッチング可能な材料からなることを特徴とす
るエッチング剤。 - 【請求項2】 少なくとも表面が絶縁性である基板上に
アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜とチタン膜又は
チタン合金膜とを順に形成した積層膜の表面に所定パタ
ーンのマスクを形成し、請求項1記載のエッチング剤を
用いて前記積層膜をエッチングして前記所定パターンの
積層配線を形成することを特徴とする電子機器用基板の
製造方法。 - 【請求項3】 少なくとも表面が絶縁性である基板上に
チタン膜又はチタン合金膜、アルミニウム膜又はアルミ
ニウム合金膜およびチタン膜又はチタン合金膜とを順に
形成した積層膜の表面に所定パターンのマスクを形成
し、請求項1記載のエッチング剤を用いて前記積層膜を
エッチングして前記所定パターンの積層配線を形成する
ことを特徴とする電子機器用基板の製造方法。 - 【請求項4】 前記請求項2または3記載の製造方法に
より製造した基板を有することを特徴とする電子機器。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30305798A JP4240424B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | エッチング剤及びこれを用いた電子機器用基板の製造方法 |
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