DE19951055A1 - Ätzmittel, elektronische Vorrichtung mit einem Substrat, sowie Verfahren zur Herstellung des Substrats unter Verwendung des Ätzmittels - Google Patents
Ätzmittel, elektronische Vorrichtung mit einem Substrat, sowie Verfahren zur Herstellung des Substrats unter Verwendung des ÄtzmittelsInfo
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Abstract
Ätzmittel, elektronische Vorrichtung mit einem Substrat (2), sowie Verfahren zur Herstellung des Substrats (2) unter Verwendung des Ätzmittels. Im Falle einer gestapelten Schicht, bei welcher eine andere Metallschicht auf eine Al-Schicht (3) oder Al-Legierungs-Schicht (3) mit geringem Widerstand gestapelt wird, wird als Leitungsmaterial verwendet. Es wird ein Ätzmittel vorgesehen, welches im wesentlichen gleicher Ätzrate bei Ausführen lediglich eines Ätzschrittes jede der Metallschichten, welche die gestapelte Schicht bilden, geätzt werden kann. Außerdem ist ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für elektronische Vorrichtungen, unter Verwendung des Ätzmittels, vorgesehen, wobei die elektronische Vorrichtung das Substrat aufweist. Hierzu weist das erfindungsgemäße Ätzmittel Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure auf, wobei das totale Gewichtsverhältnis der Flußsäure und der Periodsäure 0,05 bis 30 Gew.-%, das Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure 0,05 bis 20 Gew.-%, und das Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure 0,01 bis 2,0 Gew.-% beträgt. Jede der Schichten der Verbindungsleitungen, welche durch Stapeln einer Al-Schicht (3) oder Al-Legierungs-Schicht (3) und einer Ti-Schicht (4) oder Ti-Legierungs-Schicht (4) ausgebildet ist, kann mit im wesentlichen gleicher Ätzrate mittels des Ätzmittels gleichförmig geätzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Ätzmittel, ein Verfahren zur
Herstellung eines Substrates für elektronische Vorrichtungen
unter Verwendung des Ätzmittels, sowie elektronische
Vorrichtungen, welche das Substrat aufweisen, insbesondere ein
Ätzmittel, mittels welchem jede durch Aufeinanderstapeln von
einer Aluminiumschicht oder einer Aluminium-Legierungsschicht
und einer Titanschicht oder einer Titan-Legierungsschicht
gebildete Leitungsschicht gleichförmig mit im wesentlichen
gleichmäßiger Ätzrate geätzt werden kann.
Al hat als Leitungsmaterial den Vorteil geringen Widerstands
und wird häufig als Leitungsmaterial für Elektroden usw. auf
einem Substrat einer elektronischen Vorrichtung verwendet.
Aus Fig. 12 ist eine Draufsicht auf einen
Dünnschichttransistor in einer herkömmlichen
Dünnschichttransistor-LCD als Beispiel für eine elektronische
Vorrichtung gezeigt.
Der Dünnschichttransistor 82 weist eine Gateelektrode 84,
welche auf einem Substrat 83 ausgebildet ist, und eine
Gateisolierschicht 85 auf, welche die Gateelektrode bedeckt.
Eine aktive Halbleiterschicht 86 aus amorphem Silizium
(nachfolgend als "a-Si" bezeichnet) ist auf der
Gateisolierschicht 85 über der Gateelektrode 84 ausgebildet.
Eine Sourceelektrode 88 und eine Drainelektrode 89 erstrecken
sich auf der Gateisolierschicht oder der aktiven
Halbleiterschicht 86, wobei eine ohmsche Kontaktschicht 87
eingesetzt ist, welche aus amorphem Silizium ausgebildet ist,
das n-Typ Verunreinigungen, wie beispielsweise Phosphor (P)
aufweist (nachfolgend als "n+ a-Si" bezeichnet). Eine
Passivierungsschicht 90 bedeckt den Dünnschichttransistor 82,
welcher die Sourceelektrode 88, die Drainelektrode 89 und die
Gateelektrode 84 aufweist und eine Kontaktöffnung 91 ist in der
Passivierungsschicht 90 über der Drainelektrode 89 ausgebildet.
Eine Pixelelektrode 92 wird von einer transparenten
Elektrodenschicht gebildet, welche aus Indiumzinnoxid
hergestellt ist (nachfolgend als "ITO" bezeichnet) und
elektrisch mit der Drainelektrode 89 durch die Kontaktöffnung
91 hindurch verbunden ist.
Aus dem linken Teil von Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines
Gateanschlußpads 93 der Gateverbindungsleitungen ersichtlich.
Eine Kontaktöffnung 95, welche durch die Gateisolierschicht 85
hindurch ausgebildet ist, und eine Passivierungsschicht 90 sind
auf der unteren Padschicht 94 ausgebildet, welche aus dem
Gateleitungsmaterial auf dem Substrat 83 ausgebildet ist. Eine
obere Padschicht 96 weist eine transparente Elektrodenschicht
auf und ist elektrisch mit der unteren Padschicht 94 durch die
Kontaktöffnung 95 hindurch verbunden. Die
Sourceverbindungsleitungen weisen eine ähnliche Struktur wie
die Gateverbindungsleitungen auf.
Wie oben beispielsweise erwähnt, bildet bei dem
Dünnschichttransistor die transparente Elektrodenschicht einen
Gateanschluß, einen Sourceanschluß und eine Pixelektrode,
welche direkt mit einem Metall zum Bilden der
Gateverbindungsleitungen, der Sourceverbindungsleitungen sowie
der Drainelektrode, verbunden sind.
Falls die Al-Metallschicht als Leitungsmaterial verwendet wird,
um den Leitungswiderstand der elektronischen Vorrichtung zu
reduzieren, werden Unebenheiten erzeugt. Diese Unebenheiten
sind nadelförmige Vorsprünge und werden auf der Oberfläche der
Al-Schicht während einer Wärmebehandlung erzeugt. Diese
Vorsprünge stehen in die darauf liegende Isolierschicht vor, so
daß Kurzschlüsse mit anderen leitenden Schichten und eine
geringe Isolationswirkung erzeugt werden. Außerdem würde, wenn
das ITO direkt in Kontakt mit dem Al treten würde, Sauerstoff
aus dem ITO das Al oxidieren, wodurch der elektrische
Widerstand des Kontaktbereiches erhöht würde.
Um dieses zu vermeiden, wurde bisher eine Schicht aus einem
anderen Metall, wie beispielsweise Mo oder Cr auf der Al-
Schicht ausgebildet (nachfolgend als "unterschiedliche
aufeinandergestapelte Metallschicht" bezeichnet). Falls eine
Gateelektrode 84 mit aufeinandergestapelten Schichten aus
unterschiedlichen Metallen vorgesehen ist, wie beispielsweise
aus Fig. 14A ersichtlich, wird eine Photo-Maske 97 eines
gewünschten Musters auf der Oberfläche der
aufeinandergestapelten Schichten 84c und der Mo-Schicht 84b auf
der Al-Schicht 84a, welche auf dem Substrat 83 ausgebildet ist,
mittels eines Photolithographieverfahrens ausgebildet. Die
aufgestapelte Schicht 84c wird erhalten, indem unter Verwenden
eines Ätzmittels mit 80 Gew.-% H3PO4, sowie HNO3, CH3COOH und H2O
gleichmäßig geätzt wird.
In dem Fall, daß durch gleichförmiges Ätzen der
unterschiedlichen, aufeinandergestapelten Metallschichten
strukturiert wird, wird eine elektrolytische Reaktion des
Ätzmittels durch die Potentialdifferenz zwischen den
Metallschichten erzeugt und es kommt zu einem Unterschneiden,
wodurch die Leitungsbreite der Al-Schicht 84a der oberen
Schicht geringer ausgebildet wird, als die Leitungsbreite der
Mo-Schicht 84b der oberen Schicht, wie aus Fig. 14B
ersichtlich, da die Al-Schicht der unteren Schicht schneller
geätzt wird, als die Mo-Schicht der oberen Schicht. Außerdem
kommt es zu Problemen geringer Isolation.
Um diese Probleme zu lösen wird nach dem gleichförmigen Ätzen
die sonnenschirmförmige Mo-Schicht 84b durch zusätzliches Ätzen
unter Verwenden von Harnsäure strukturiert.
Bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren für ein Substrat
einer elektronischen Vorrichtung ist die Ausbeute gering und
der Herstellungsprozeß verlängert und die Kosten sind erhöht,
da mindestens zwei Ätzschritte erforderlich sind, wenn die
gestapelten, unterschiedlichen Metallschichten vorgesehen sind.
Wenn außerdem das zusätzliche Ätzen, wie oben angegeben,
ausgeführt werden würde, würde die Mo-Schicht der oberen
Schicht etwas schneller geätzt, als die Al-Schicht der unteren
Schicht, was zu dem aus Fig. 14C ersichtlichen Ergebnis führen
würde, so daß die Al-Schicht der unteren Schicht vorstehen
würde und es schwierig wäre die Leitungsbreite der
Verbindungsleitungen der oberen und der unteren Schicht zu
steuern.
Ein anderes Verfahren zum Ausbilden einer Gateelektrode aus
unterschiedlichen, aufeinandergestapelten Metallschichten, ist
aus Fig. 15A ersichtlich und weist folgende Schritte auf:
Vorsehen einer Al-Schicht 84a auf dem Substrat 83, Beschichten
der Oberfläche Al-Schicht 84a mit einem Photolack 97,
Durchführen eines Photolithographieverfahrens, und Ätzen, wie
aus Fig. 15b ersichtlich, so daß die Al-Schicht 84a mit
gewünschter Leitungsbreite erhalten wird. Die darauffolgenden
Verfahrensschritte sind: Bedecken der Al-Schicht 84a mit einer
Mo-Schicht 84b, wie aus Fig. 15C ersichtlich, Ausbilden einer
Foto-Maske 98 des gewünschten Musters mittels eines
Photolithographieverfahrens, wie aus Fig. 15D ersichtlich,
sowie anschließendes Ätzen. Bei dem herkömmlichen Verfahren
sind mindestens zwei Ätzschritte erforderlich, was zu
zusätzlichen Problemen führt. Eine der
übereinandergeschichteten Verbindungsleitungen weist eine
Struktur auf, bei welcher eine Al-Schicht 84a in der unteren
Schicht mit einer Mo-Schicht 84b in der oberen Schicht bedeckt
ist, wie aus Fig. 15E ersichtlich, so daß die Leitungsbreite
der unteren Schicht gezwungenermaßen größer ist als die
Leitungsbreite der unteren Schicht. Es ist daher schwierig, die
Leitungsbreite der Verbindungsleitungen in der oberen Schicht
und der unteren Schicht zu steuern.
Für den Fall, daß die aufeinandergestapelte Schicht durch
aufeinanderstapeln von unterschiedlichen Metallschichten auf
einer Al-Schicht oder auf einer Al-Legierungs-Schicht mit einem
geringeren Widerstand ausgebildet ist und als Leitungsmaterial
verwendet wird, werden erfindungsgemäß ein Ätzmittel, von
welchem mit im wesentlichen gleichmäßiger Ätzrate durch
lediglich einmaliges Ätzen jede Metallschicht, welche von der
aufeinandergestapelten Schicht aufgewiesen wird, geätzt werden
kann sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für
elektronische Vorrichtungen unter Verwenden des Ätzmittels und
elektronischen Vorrichtungen mit dem Substrat geschaffen.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, aus welcher die Schritte der
Herstellung eines Substrats für einen Dünnschichttransistor
nach einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens zur
Herstellung eines Substrats für eine elektronische Vorrichtung
nach der Erfindung ersichtlich sind.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, aus welcher die Schritte der
Herstellung eines Substrats für einen Dünnschichttransistor
nach einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens zur
Herstellung eines Substrats für elektronische Vorrichtungen
nach der Erfindung ersichtlich ist.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht, aus welcher ein Teil eines
Substrats eines Dünnschichttransistors ersichtlich ist, welcher
durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines
Substrats für elektronische Vorrichtungen erreicht wurde.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Meßgerätes zur
Messung des elektrischen Elektrodenpotentials.
Fig. 5 zeigt einen Graph, welcher das Verhältnis zwischen dem
elektrischen Elektrodenpotential und dem einer Elektrode
bildenden Metall zeigt.
Fig. 6 zeigt einen Graph, aus welchem das Verhältnis der Größe
der Seitenätzens der aufeinandergestapelten Schichten aus Al
und Ti (ΔL) zu der Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode
und der Ti-Elektrode (ΔE) ersichtlich ist.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, aus welcher ein Beispiel einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom Reflektionstyp
ersichtlich ist, bei welcher ein Substrat eines
Dünnschichttransistors nach der Erfindung verwendet ist.
Fig. 8 ist ein Graph, aus welchem das Verhältnis zwischen der
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode sowie dem HIO4-Gehalt an Ätzmittel ersichtlich ist.
Fig. 9 ist ein Graph, aus welchem das Verhältnis zwischen der
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode sowie dem HF-Gehalt an Ätzmittel ersichtlich ist.
Fig. 10 ist ein Graph, aus welchem das Verhältnis zwischen dem
HF-Gehalt an Ätzmittel und der Menge an Seitenätzen ersichtlich
ist, wenn aufeinandergestapelte Schichten aus Al-Schichten und
Ti-Schichten mittels des Ätzmittels geätzt werden.
Fig. 11 ist ein Graph, aus welchem das Verhältnis zwischen der
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode sowie dem H2SO4-Gehalt an Ätzmittel ersichtlich ist.
Fig. 12 ist eine Schnittansicht, aus welcher ein Teil des
Dünnschichttransistors einer herkömmlichen
Dünnschichttransistor-LCD ersichtlich ist.
Fig. 13 ist eine Schnittansicht, aus welcher die aufgestapelte
Schicht aus Al und Ti ersichtlich ist, welche auf einem
Substrat ausgebildet ist.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht, aus welcher die
Herstellungsschritte eines Substrats für eine elektronische
Vorrichtung nach dem Stand der Technik ersichtlich sind.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht, aus welcher die
Herstellungsschritte eines Substrats für eine elektronische
Vorrichtung nach dem Stand der Technik ersichtlich sind.
Wenn die Mehrfachschicht durch Aufeinanderstapeln von
unterschiedlichen Metallschichten auf eine Al-Schicht oder eine
Al-Legierungs-Schicht ausgebildet ist und als Leitungsmaterial
verwendet wird, kommt es bei lediglich einmaligem Ätzen zu
wesentlich geringeren Unterschnitten und es wird ein Ätzmittel
bereitgestellt, welches ein Ätzen jeder der Metallschichten mit
im wesentlichen gleicher Ätzrate ermöglicht. Außerdem
funktioniert jede Metallschicht, welche aus unterschiedlichen,
aufeinandergestapelten Metallschichten besteht, als Elektrode
in einem Elektrolyt hinsichtlich des Elektrodenpotentials. Es
wurde gefunden, daß der Unterschied der Ätzrate gering ist,
wenn eine andere Metallschicht die aufeinandergestapelte
Schicht bildet, welche gegenüber Al oder Al-Legierungsschichten
ein geringes elektrisches Potential aufweist. Insbesondere,
wenn die aufeinandergestapelte Schicht aus Aufeinanderstapeln
von Al-Schichten oder Al-Legierungs-Schichten mit Ti-Schichten
oder Ti-Legierungs-Schichten als Leitungsmaterial verwendet
wurden, war das Unterschneiden verringert und ein
gleichförmiges Ätzen wurde erreicht.
Hierbei ergaben sich die folgenden Ausführungsformen.
Aus Fig. 4 ist ein Meßinstrument zur Messung des elektrischen
Elektrodenpotentials ersichtlich. Das Instrument weist auf:
einen Behälter 76, welcher mit Elektrolyt 75 gefüllt ist, eine
Standard-Wasserstoff-Elektrode (nachfolgend als "SHE"
bezeichnet) als Teil einer Elektrode und eine Probe, welche aus
unterschiedlichen Metallen hergestellt ist (Al, Mo, Ti, Cu, Cr)
als der andere Teil der Elektrode 78, eine Quelle 80, welche
über einen variablen Widerstand 79 an beiden Elektroden 77, 78
angeschlossen ist. Zum Messen der Potentialdifferenz zwischen
den beiden Elektroden 77 und 78 durch das Meßgerät zur Messung
des elektrischen Elektrodenpotentials werden folgende Schritte
durchgeführt: einfüllen eines Elektrolyts 75 in einen Behälter
76, eintauchen der SHE 77 und der Probe 78 in das Elektrolyt
75, anlegen einer Spannung durch die Quelle 80, so daß ein
Strom fließt, und messen des Elektrodenpotentials (E0) zwischen
den beiden Elektroden 77 und 78. Das in den Behälter gefüllte
Elektrolyt 75 ist abhängig von dem Metall, aus welchem die
Probe besteht und für eine Probe Al wird H2SO4 als Elektrolyt
verwendet, für Mo wird HCl oder NaOH als Elektrolyt verwendet,
und für Ti wird HCl verwendet und für Cu wird H2SO4 verwendet.
Für eine Probe aus Cr wird HCl als Elektrolyt verwendet. Das
Elektrodenpotential (E0) wird gemessen, wenn ein variabler
Widerstand derart eingestellt ist, daß der Strom 0 A beträgt.
Aus Fig. 5 ist das Ergebnis der Messung ersichtlich. ΔE
repräsentiert die Elektrodenpotentialdifferenz zwischen dem
Elektrodenpotential einer Probe aus Al und jener, einer Probe,
aus einem anderen Material. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ergibt
sich für eine Probe aus Al (E0 = -1,66 V) das die Probe mit der
geringsten Potentialdifferenz zwischen den Elektroden eine
Probe aus Ti ist (E0 = -1,63 V), so daß sich für ΔE 0,03 V ergibt.
Aufgestapelte Verbindungsleitungen, welche die aufgestapelten
Schichten (nachfolgend als "aufgestapelte Schicht aus Al und
Ti" bezeichnet) verwenden, welche durch Aufstapeln Al-Schichten
oder Al-Legierungs-Schichten mit Ti-Schichten oder Ti-
Legierungs-Schichten abwechselnd ausgebildet werden, sind nicht
praktisch und falls diese aufgestapelten Verbindungsleitungen
gleichförmig unter Verwenden des Ätzmittels mit der im
wesentlichen gleichmäßigen Ätzrate für jede Schicht geätzt
werden, wird das Erzeugen von Unterschneidungen verringert,
wobei jedoch dieses Ätzmittel ebenfalls nicht praktisch ist. Um
dieses Ergebnis zu überprüfen und die praktische Verwendung zu
ermöglichen, ist etwas Zeit erforderlich.
Aufgrund unterschiedlicher Untersuchungen und Experimente wurde
folgendes gefunden: Wenn das Ätzmittel aus Flußsäure,
Periodsäure und Schwefelsäure besteht und verwendet wird, kann
jede die aufgestapelte Schicht bildenden Metallschichten aus Al
und Ti gleichzeitig geätzt werden. Wenn die Al-Elektrode und
die Ti-Elektrode in das Ätzmittel, entsprechend dem Experiment
eingetaucht werden, wird die Potentialdifferenz zwischen den
Elektroden (ΔE) geringer, wenn die aufgestapelte Schicht aus Al
und Ti gleichförmig geätzt wird und die Menge des Seitenätzens
der Al-Schicht (ΔL) wird geringer, insbesondere, wenn ein
Ätzmittel verwendet wird, bei welchem die Potentialdifferenz
zwischen den Elektroden (ΔE) 400 mV oder geringer ist, wobei
Unterschneidungen ohne Probleme für die praktische Verwendung
reduziert werden können (ΔL ist 500 Å oder weniger). Außerdem
kann die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden durch
Steuern der Verbindungsmenge jedes der das Ätzmittel bildenden
Elemente gesteuert werden.
Der Grund hierfür wird, unter Bezugnahme auf die Nernst-
Gleichung (1) näher erläutert.
E = E0 + (RT/nF ln*) (1)
Wobei E die Potentialdifferenz ist, E0 das Standard-
Elektrodenpotential ist, T die absolute Temperatur ist, n die
Elektronenzahl ist, F die Faraday-Konstante ist und s eine
Ionenaktivität in einer Lösung darstellt.
s ist abhängig von den Komponenten und der Verbindungsrate des
Ätzmittels, so daß die Potentialdifferenz E veränderbar ist.
Aus Fig. 6 ist ein Graph ersichtlich, welcher das Verhältnis
zwischen der Potentialdifferenz (ΔE) zwischen der Al-Elektrode
und der Ti-Elektrode sowie der Menge des Seitenätzens einer
aufgestapelten Schicht aus Al oder Ti darstellt. Mit der Menge
des Seitenätzens (ΔL) wird das Ätzen der aufgestapelten
Schicht, welche durch Aufstapeln von einer Al-Schicht 3a mit
1300 Å und einer Ti-Schicht 4a mit 500 Å aufeinander auf dem
Substrat 2a ausgebildet ist, mittels des Ätzmittels aus HF,
HIO4 und H2SO4 mit einem Abstand von den vier Seiten der Ti-
Schicht zu den vier Seiten der Ti-Schicht geätzt wird, welche
tief eingesunken sind. Wenn die Potentialdifferenz (ΔE) 0,1 V
beträgt, wie aus Fig. 6 ersichtlich, sind die Anteile jedes
Elements des Ätzmittels wie folgt: HF 0,3 Gew.-%, HIO4 0,5
Gew.-% und H2SO4 0,5 mol/l (2,7 Gew.-%). Für den Fall, daß ΔE 0,45 V
beträgt, beträgt der Anteil von HF 0,25 Gew.-%, jener von HIO4
0,5 Gew.% und jener von H2SO4 0,3 mol/l (1,6 Gew.%). Wenn ΔE 0,65 V
beträgt, ist der Anteil von HF 0,5 Gew.%, jener von HIO4 1 Gew.%,
der von H2SO4 0,5 mol/l (2,7 Gew.%). Wenn ΔE 0,95 V beträgt, ist
der Anteil von HF 0,3 Gew.%, jener von HIO4 1,0 Gew.% und jener
von H2SO4 0,5 mol/l (2,7 Gew. %).
Wenn das Ätzmittel aus Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure
besteht und die Verbindungsmenge jedes Elements innerhalb eines
bestimmten Bereichs vorgeschrieben ist, so daß die
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode (ΔE) 400 mV oder weniger beträgt, können die Probleme
gelöst werden.
Um das Problem zu lösen, weist das erfindungsgemäße Ätzmittel
Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure auf, wobei das
gesamte Gewichtsverhältnis von Flußsäure und Periodsäure
zwischen 0,05 bis 30 Gew.% beträgt, das Gewichtsverhältnis der
Schwefelsäure, zwischen 0,05 und 20 Gew.% beträgt, das
Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure beträgt
0,01 bis 2 Gew.%. Außerdem kann jede durch aufstapeln einer Al-
Schicht oder Al-Legierungs-Schicht und einer Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht ausgebildete Leitungsschicht gleichförmig
mit im wesentlichen gleichmäßiger Ätzrate durch das Ätzmittel
geätzt werden.
Wenn das totale Gewichtsverhältnis von Flußsäure und
Periodsäure unter 0,05 Gew.% liegen würde, wäre die Ätzrate
extrem gering und wenn es 30 Gew.% übersteigen würde, wäre die
Ätzrate so hoch, daß sie schwer zu steuern wäre.
Wenn die Gewichtsrate der Schwefelsäure unter 0,05 Gew.% liegen
würde, wäre die Potentialdifferenz ΔE größer als 400 mV und wenn
die aufgestapelte Schicht aus einer Al-Schicht oder Al-
Legierungs-Schicht und einer Ti-Schicht oder einer Ti-
Legierungs-Schicht gleichförmig geätzt werden, würde eine große
Unterschneidung erzeugt werden und ein Isolierungsdefekt durch
Druckwiderstand könnte entstehen, auch wenn es 20 Gew.%
übersteigen würde, würde der Effekt nicht zunehmen und die Rate
von Flußsäure und Periodsäure wird verringert und die
Verteilung der Ätzzustände innerhalb der Schichten wird
zerstört.
Wenn das Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure
unter 0,01 Gew.% liegen würde, würde die Potentialdifferenz ΔE
400 mV übersteigen. Wenn das Gewichtsverhältnis größer als 2
wäre, würde die Potentialdifferenz ΔE 400 mV übersteigen und
wenn die aufgestapelte Schicht gleichförmig geätzt würde, würde
ein großer Unterschnitt erzeugt werden. Außerdem könnten
Isolierungsdefekte aufgrund Druckwiderstand erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße Ätzmittel weist Flußsäure, Periodsäure und
Schwefelsäure auf. Jede Metallschicht einer aufgestapelten
Schicht, welche durch abwechselndes Aufstapeln von Al-Schicht
oder einer Al-Legierungs-Schicht und einer Ti-Schicht oder
einer Ti-Legierungs-Schicht ausgebildet ist oder einer
aufgestapelten Schicht, welche durch abwechselndes Aufstapeln
einer Ti-Schicht oder einer Ti-Legierungs-Schicht mit einer Al-
Schicht oder einer Al-Legierungs-Schicht und einer Ti-Schicht
oder einer Ti-Legierungsschicht ausgebildet wird, kann
gleichzeitig geätzt werden.
Außerdem kann mit dem erfindungsgemäßen Ätzmittel jede
Metallschicht, einschließlich einer aus Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht als andere Metallschicht, welche auf Al-
Schicht oder Al-Legierungs-Schicht mit geringem Widerstand
aufgestapelt wird, mit im wesentlichen gleichförmiger Ätzrate
durch lediglich einmaliges Ätzen geätzt werden, wenn das totale
Gewichtsverhältnis von Flußsäure und Periodsäure 0,05 bis
30 Gew.% beträgt, das Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure
zwischen 0,05 bis 20 Gew.% liegt, und das Gewichtsverhältnis der
Periodsäure zur Flußsäure zwischen 0,01 und 2,0 Gew.% beträgt.
Außerdem wird zum Lösen des Problems bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Herstellung eines Substrats für elektronische
Vorrichtungen, eine Oberfläche einer aufgestapelten Schicht,
welche durch Aufstapeln einer Al-Schicht oder Al-Legierungs-
Schicht und einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht
(nachfolgend als "aufgestapelte Schicht aus Al und Ti"
bezeichnet) auf dem Isoliersubstrat abwechselnd ausgebildet
ist, eine Maske mit einem gewünschten Muster ausgebildet und
die aufgestapelte Schicht unter Verwenden des Ätzmittels derart
geätzt, daß die aufgestapelten Verbindungsleitungen
entsprechend dem gewünschten Muster ausgebildet wird.
Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur
Herstellung eines Substrats für elektronische Vorrichtungen,
eine Oberfläche einer aufgestapelten Schicht, welche durch
aufstapeln einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht, einer
Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht und einer Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht (nachfolgend als "aufeinandergestapelte
Schicht aus Al und Ti" bezeichnet) auf der Isolierungsschicht
abwechselnd ausgebildet ist, eine Maske mit gewünschtem Muster
ausgebildet und die aufgestapelte Schicht unter Verwenden des
Ätzmittels derart geätzt, daß die aufgestapelten
Verbindungsleitungen mit dem gewünschten Muster ausgebildet
werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines
Substrats für elektrische Vorrichtungen kann jede
Metallschicht, einschließlich einer aufgestapelten Schicht, mit
im wesentlichen gleicher Ätzrate durch lediglich einmaliges
Ätzen geätzt werden, da die gestapelte Schicht unter Verwenden
des Ätzmittels derart geätzt wird, daß die Leitungsbreite der
Verbindungsleitungen der oberen Schicht und der unteren
Schicht, einschließlich der aufgestapelten
Verbindungsleitungsschicht, leicht steuerbar ist, wobei eine
gute Ausbeute und ein einfacher Herstellungsvorgang erreicht
werden. Jede Metallschicht, einschließlich der gestapelten
Schicht, kann mit fast gleicher Ätzrate durch lediglich
einmaliges Ätzen derart geätzt werden, daß das Steuern der
Leitungsbreite der Verbindungsleitungen der oberen Schicht und
der unteren Schicht, einschließlich der gestapelten
Verbindungsleitungsschicht, leicht möglich ist. Durch das
Verwenden der gestapelten Schicht, welche durch Stapeln einer
Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht auf einer Al-Schicht oder
Al-Legierungs-Schicht ausgebildet wird, wird eine Struktur
einer Barriereschicht auf der Oberfläche der Al-Schicht oder
Al-Legierungs-Schicht erhalten und Unebenheiten, welche durch
die folgende Wärmebehandlung erzeugt werden, werden
unterdrückt, so daß Kurzschlüsse oder Isolationsdefekte, welche
durch Unebenheiten erzeugt würden, vermieden werden. Außerdem
ist der Kontaktwiderstand zwischen der Ti-Schicht oder der Ti-
Legierungs-Schicht und ITO geringer als der Kontaktwiderstand
zwischen einer Al-Schicht oder Al-Legierung-Schicht und ITO.
Der Kontaktwiderstand kann durch Ausbilden der Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht auf der Oberfläche der Al-Schicht oder
Al-Legierungs-Schicht verringert werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines
Substrats für elektronische Vorrichtungen sind die elektrischen
Eigenschaften gut und das Substrat für elektrische
Vorrichtungen kann mit geringen Kosten, bei erhöhter Ausbeute,
erhalten werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren mit den Merkmalen nach
Anspruch 1 und eine elektronische Vorrichtung mit den Merkmalen
nach Anspruch 3 geschaffen. Bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Die elektronische Vorrichtung nach der Erfindung, weist das
Substrat für elektronische Vorrichtungen auf, welches
gestapelte Verbindungsleitungsschichten mit einer Al-Schicht
oder Al-Legierungs-Schicht mit geringem Leitungswiderstand
verwendet, auf, so daß der Spannungsabfall eines Signals,
welcher aufgrund von Leitungswiderständen oder
Leitungszeitverzögerungen zu erreichen ist, so daß
Anzeigevorrichtungen mit Breitbildanzeige, bei welcher die
Leitungen sehr lang sind oder hochauflösende Anzeige, bei
welcher die Leitungen sehr dünn werden, leicht erreichbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend, unter Bezugnahme auf die
Zeichnung, anhand bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines Dünnschichttransistors, welcher durch
Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines
Substrats für elektronische Vorrichtungen auf ein Verfahren zur
Herstellung eines Dünnschichttransistor-Substrats hergestellt
wurde, welches in Flüssigkristallanzeige-Vorrichtungen
vorgesehen ist.
Bezugszeichen a bezeichnet einen Dünnschichttransistor (TFT),
Bezugszeichen b bezeichnet einen Anschluß der Source-
Verbindungsleitungen, welche außerhalb der TFT-Matrix
angeordnet und das Bezugszeichen t bezeichnet den Anschluß
einer Gate-Verbindungsleitung. Diese drei Teile sind mit
Abstand voneinander an der tatsächlichen
Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung angeordnet, welche diesen
Dünnschichttransistor 1 aufweist. Dies ist jedoch in der
Schnittansicht nicht gezeigt, sondern die Elemente sind nahe
einander dargestellt, um die Darstellung übersichtlicher zu
gestalten.
Zunächst wird der Dünnschichttransistor a näher erläutert.
Die Gateelektrode 5 weist als gestapelte Leitungsschicht eine
Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht 3 mit einer Dicke von
1300 bis 2000 Å und eine Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht
mit einer Dicke von 500 bis 1000 Å auf dem Substrat 2 auf. Eine
Gate-Isolierschicht 7 ist auf der Gateelektrode ausgebildet und
eine Halbleiterschicht 8 aus amorphem Silizium (a-Si) ist auf
der Gate-Isolierschicht 7 vorgesehen. Eine n+ a-Si-Schicht 9
ist auf der Halbleiterschicht 8 ausgebildet. Eine
Sourceelektrode 12 und eine Drainelektrode 15 sind auf der n+
a-Si-Schicht ausgebildet. Die Sourceelektrode 12 und die
Drainelektrode 15 weisen die gestapelte Leitungsschicht auf,
welche durch Stapeln einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-
Schicht 10 mit einer Dicke von 500 bis 1000 Å, einer Al-Schicht
oder Al-Legierungs-Schicht 11 mit einer Dicke von 1300 bis
2000 Å, und einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht mit
einer Dicke von 500 bis 1000 Å ausgebildet ist.
Außerdem ist eine Passivierungsschicht 17, die Sourceelektrode
12 oder die Drainelektrode 15 bedeckend auf der Sourceelektrode
oder auf der Drainelektrode vorgesehen. Eine Kontaktöffnung 18,
welche zu der Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht auf der Al-
Schicht oder Al-Legierungs-Schicht hinab reicht, ist in der
Passivierungsschicht 17 ausgebildet. Eine ITO-Schicht 19 ist
als Pixelelektrode, die Innenwand und den Boden der
Kontaktöffnung 18 durchdringend, ausgebildet. Die
Drainelektrode 15 ist elektrisch mit der ITO-Schicht 19
(Pixelelektrode), durch die Kontaktöffnung 18 hindurch,
verbunden.
Der Anschlußbereich b der Source-Verbindungsleitung weist auf:
eine untere Padschicht 16a, welche die Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht 10, die Al-Schicht oder Al-Legierungs-
Schicht 11 und Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht auf der
Gateisolierschicht 7 aufweist, eine auf der unteren Padschicht
vorgesehene Passivierungsschicht 17, eine Kontaktöffnung 20,
welche zu der Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 10 auf der
Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht 11 erreicht, sowie eine
obere Padschicht 21, welche das ITO an der Innenwand und am
Boden der Kontaktöffnung 20 aufweist. Die obere Padschicht 21
und die untere Padschicht 16a sind, durch die Kontaktöffnung 20
hindurch, elektrisch verbunden.
Der Anschlußbereich c der Gate-Verbindungsleitung weist auf:
einen untere Anschlußschicht 16b, welche eine gestapelte
Verbindungsleitungsschicht aus einer Al-Schicht oder Al-
Legierungs-Schicht 3, und einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-
Schicht 4 auf dem Substrat 2 aufweist, eine auf der unteren
Padschicht vorgesehene Gateisolierschicht 7, eine auf der
Gateisolierschicht vorgesehene Passivierungsschicht 17, eine
Kontaktöffnung 22, welche zu der Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-
Schicht 4 reicht, und eine obere Padschicht 23, welche das ITO
aufweist, welches an der Innenwand und am Boden der
Kontaktöffnung 22 in dieselbe eingedrungen ist. Die obere
Padschicht 23 und die untere Padschicht 16b sind, durch die
Kontaktöffnung 22 hindurch, elektrisch verbunden.
Mit diesem Aufbau sind eine Ti-Schicht und eine Al-Schicht
durch Einsetzen einer Ti-Schicht oder einer Ti-Legierungs-
Schicht, welche elektrisch mit dem ITO verbunden ist,
miteinander verbunden, so daß das Erhöhen des
Kontaktwiderstandes, durch direktes Verbinden aneinander,
vermieden werden kann.
Als Passivierungsschicht kann a-SiNx:H, a-SiNx, a-SiO2:H, sowie
SiO2 verwendet werden.
Nachfolgend wird, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2, das
erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines
Dünnschichttransistor-Substrats 1 näher erläutert. In den
Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen a den
Dünnschichttransistor-Teil (TFT), das Bezugszeichen b
bezeichnet den Anschluß der Source-Verbindungsleitung nach
außerhalb der TFT-Matrix und das Bezugszeichen c bezeichnet den
Anschluß der Gate-Verbindungsleitung.
Wie aus Fig. 1A ersichtlich, wird eine gestapelte Schicht
durch Stapeln der Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht 3 und
einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 4, durch
abwechselndes Aufsputtern, über dem Substrat 2 ausgebildet.
Dann wird über dem Dünnschichttransistor-Teil 1 eine Foto-Maske
27 eines gewünschten Musters auf der Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht mittels eines Photolithographie-Verfahrens
aufgebracht und dann ein gleichförmiges Ätzen auf die
gestapelte Schicht, unter Verwendung eines Ätzmittels, welches
Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure aufweist, ausgeführt.
Wie aus Fig. 1B ersichtlich, wird eine Gateelektrode, welche
eine gestapelte Verbindungsleitungsschicht aus einer Al-Schicht
oder Al-Legierungs-Schicht 3 und einer Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht 4 aufweist, vorgesehen. Das Ätzmittel wird
derart gesteuert, daß das totale Gewichtsverhältnis der
Flußsäure und der Periodsäure 0,05 bis 30 Gew.% beträgt, das
Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure 0,05 bis 20 Gew.% beträgt
und das Gew.-% der Periodsäure zu der Flußsäure 0,01 bis 2,0
Gew.-% beträgt.
In dem Anschlußbereich der Gateverbindungsleitung c wird eine
Photomaske 28 eines gewünschten Musters auf der Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht 4 mittels eines
Photolithographieverfahrens aufgebracht und anschließend
gleichförmiges Ätzen auf der gestapelten Schicht, unter
Verwendung des Ätzmittels, durchgeführt. Wie aus Fig. 1B
ersichtlich, ist die untere Padschicht 16b aus einer
gestapelten Schicht aus einer Al-Schicht oder einer Al-
Legierungs-Schicht 3 und einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-
Schicht aufgebaut.
Daher werden die Al-Schicht oder die Al-Legierungs-Schicht 3
und die Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 4, welche von der
gestapelten Schicht aufgewiesen werden, im wesentlichen mit
gleichmäßiger Ätzrate gleichzeitig geätzt. Daher kann an der
Gateelektrode 5 und an der unteren Padschicht 16b, an welchen
die Breite der Leitungen der oberen Schicht und der unteren
Schicht durch eine gleichmäßig gestapelte Leitungsschicht
gebildet ist, Isolationsdefekte, welche von Unterschnitten
verursacht werden, vermieden werden.
Eine Gateisolierschicht 7 wird über dem gesamten Substrat 2
mittels eines CVD-Verfahrens ausgebildet. In dem
Dünnschichttransistor-Teil a wird eine Halbleiterschicht 8 und
eine n+ a-Si-Schicht 9 ausgebildet und anschließend, wie aus
Fig. 1C ersichtlich, werden die Halbleiterschicht 8 und die n+
a-Si-Schicht 9, mit Ausnahme des Bereichs über der
Gateelektrode 5 des TFT-Kanalbereichs, geätzt.
Wie aus Fig. 1D ersichtlich, wird in dem
Dünnschichttransistor-Bereich a und in dem Anschlußbereich der
Source-Verbindungsleitungen b eine gestapelte Schicht durch
Stapeln einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht, einer Al-
Schicht oder Al-Legierungs-Schicht sowie einer Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht, abwechselnd ausgebildet.
In dem Dünnschichttransistorbereich a wird eine Photomaske 37
eines gewünschten Musters auf die Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht 10 über der Gateelektrode 5, d. h. dem
Kanalbereich des TFT, mittels eines
Photolithographieverfahrens, ausgebildet und anschließend
gleichförmig, unter Verwenden des Ätzmittels, geätzt. Wie aus
Fig. 2A ersichtlich, werden die Sourceelektrode 12 und die
Drainelektrode 14, welche eine gestapelte Leitungsschicht
aufweisen, aus einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 10,
einer Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht 11 und einer Ti-
Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 10 ausgebildet.
In dem Anschlußbereich der Sourceverbindungsleitungen b wird
eine Foto-Maske 38 eines gewünschten Musters mittels eines
Photolithographieverfahrens auf der Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht ausgebildet und anschließend ein
gleichförmiges Ätzen auf der gestapelten Schicht, unter
Verwendung des Ätzmittels, ausgeführt, so daß, wie aus Fig. 2A
ersichtlich, eine untere Padschicht 16a, welche eine gestapelte
Leitungsschicht aus einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht
10, einer Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht 11 und einer
Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 10 aufweist, ausgebildet.
Daher kann die gestapelte Schicht, welche die Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht 10, die Al-Schicht oder Al-Legierungs-
Schicht 3 und die Ti-Schicht oder die Ti-Legierungs-Schicht 4
aufweist, mit im wesentlichen gleicher Ätzrate gleichzeitig
geätzt werden, wobei die Sourceelektrode 12, die Drainelektrode
14 untere Padschicht 16a ausgebildet werden. Hierbei ist die
mittlere Leitungsbreite der oberen Schicht und der unteren
Schicht eine gleich breite gestapelte Leitungsschicht, wodurch
Isolationsdefekte, welche von Unterschnitten verursacht werden,
vermieden werden.
Anschließend wird ein Kanal 24 durch Ätzen der n+ a-Si-Schicht
9, unter Verwenden eines Trockenätzverfahrens oder eines
Trockenätz- und eines Naßätzverfahrens, ausgebildet.
Über dem Dünnschichttransistor-Teil a, dem Anschlußteil der
Sourceverbindungsleitungen b und dem Anschlußteil der Gate-
Verbindungsleitungen c wird eine Passivierungsschicht 17 auf
der Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht 4 bzw. 10
ausgebildet.
In dem Dünnschichttransistor-Teil a werden, wie aus Fig. 2B
ersichtlich, eine Kontaktöffnung 18 durch Ätzen der
Passivierungsschicht 17 unter Verwendung eines
Trockenätzverfahrens oder eines Trockenätzverfahrens und eines
Naßätzverfahrens ausgebildet. Eine ITO-Schicht wird über dem
Substrat ausgebildet und strukturiert, wie aus Fig. 3
ersichtlich. Die ITO-Schicht 19 wird über dem unteren Bereich
der Kontaktöffnung 18 sowie der inneren Oberfläche der
Kontaktöffnung und auf der Passivierungsschicht 17 ausgebildet.
Außerdem wird in dem Anschlußbereich der Source-
Verbindungsleitungen b und in dem Anschlußbereich der Gate-
Verbindungsleitungen c eine Kontaktöffnung 22 und 20 durch
Ätzen der Passivierungsschicht 17, unter Verwenden eines
Trockenätzverfahrens oder eines Trockenätzverfahrens und eines
Naßätzverfahrens, ausgebildet, wobei die Kontaktöffnung 22
durch Ätzen der Passivierungsschicht 17 und der
Gateisolierschicht 7 innerhalb des Anschlußbereichs der
Gateverbindungsleitungen c ausgebildet wird. Eine ITO-Schicht
wird über dem Substrat aufgebracht und strukturiert, wie aus
Fig. 3 ersichtlich, so daß die obere Padschicht 21 und 23 am
Grund der Kontaktöffnungen 20 bzw. 21 sowie der inneren
Oberflächen und über der Passivierungsschicht 17 ausgebildet
werden.
Hierbei kann ein Dünnschichttransistor-Substrat hergestellt
werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines
Dünnschichttransistor-Substrats kann jede, eine gestapelte
Schicht bildende, Metallschicht mit im wesentlichen
gleichmäßiger Ätzrate gleichzeitig geätzt werden, so daß die
Leitungsbreite der oberen Schicht und der unteren Schicht,
welche die gestapelte Leitungsschicht bilden, leicht zu steuern
ist. Hierbei wird eine gute Ausbeute und ein einfacher
Herstellungsprozeß erreicht.
Da die gestapelte Schicht verwendet wird, welche aus einer Ti-
Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht auf einer Al-Schicht oder
Al-Legierungs-Schicht gestapelt wird, wird eine Barriereschicht
auf der Oberfläche der Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht
ausgebildet und die Erzeugung von Unebenheiten der
nachfolgenden Wärmebehandlung werden vermieden, so daß
Kurzschlüsse oder Isolationsdefekte, welche von Unebenheiten
hervorgerufen werden können, vermieden sind.
Da eine auf einer Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht
ausgebildet Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht mit der ITO-
Schicht verbunden ist, kann die Al-Schicht oder Al-Legierungs-
Schicht ohne Erhöhen des Kontaktwiderstands mit der ITO-Schicht
elektrisch verbunden werden.
Daher weist das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
hergestellte Dünnschichttransistor-Substrat 1 gute elektrische
Eigenschaften auf und kann mit geringen Kosten bei erhöhter
Ausbeute hergestellt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Schichtdicken der
Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht und der Ti-Schicht oder
Ti-Legierungs-Schicht und der Passivierungsschicht beschränkt,
und die gewünschten Muster können erfindungsgemäß verändert
werden.
Die Ausführungsform beschreibt den Fall, daß die Gateelektrode
5 und die untere Padschicht 16b durch gleichförmiges Ätzen
einer gestapelten Schicht, welche durch Stapeln Al-Schicht oder
Al-Legierungs-Schicht 3 und einer Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht 4 ausgebildet ist, vorgesehen und kann auch
durch gleichförmiges Ätzen einer gestapelten Schicht, welche
durch Stapeln einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht,
einer Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht und einer Ti-
Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht ausgebildet ist, vorgesehen
werden. Bei der Ausführungsform ist der Fall beschrieben, daß
die Sourceelektrode 12 und die Drainelektrode 14 und die untere
Padschicht 16a durch gleichförmiges Ätzen einer gestapelten
Schicht, welche durch Stapeln einer Ti-Schicht oder Ti-
Legierungs-Schicht 10, einer Al-Schicht oder einer Al-
Legierungs-Schicht 11 und einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-
Schicht 10 ausgebildet ist, vorgesehen werden, sie können
jedoch auch durch gleichförmiges Ätzen einer gestapelten
Schicht vorgesehen werden, welche durch Stapeln einer Al-
Schicht oder einer Al-Legierungs-Schicht 3 und einer Ti-Schicht
oder einer Ti-Legierungs-Schicht 4 ausgebildet ist.
Aus Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer
Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung vom Reflektionstyp
ersichtlich, welche ein Substrat eines Dünnschichttransistors
verwendet, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur
Herstellung eines Substrats für elektronische Vorrichtungen
hergestellt wurde.
Die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung vom Reflektionstyp weist
eine obere transparente Elektrodenschicht 55 und eine obere
Ausrichtungsschicht 57 auf, welche abwechselnd auf der inneren
Oberfläche des oberen Substrats 51 ausgebildet ist. Eine untere
transparente Elektrodenschicht 56 und eine untere
Ausrichtungsschicht 58 sind abwechselnd auf der inneren
Oberfläche des unteren Substrats 52 ausgebildet und zwischen
dem oberen und dem unteren Substrat 51 und 52 ist eine
Flüssigkristallschicht ausgebildet und das obere und das untere
Substrat 51 und 52 sind einander zugewandt angeordnet.
Das Flüssigkristallmaterial 59 ist zwischen der oberen und der
unteren Ausrichtungsschicht 57 und 58 vorgesehen. Ein oberer
Polarisator 60 ist auf der Außenseite des oberen Substrats 51
vorgesehen. Ein unterer Polarisator 61 ist auf der Außenseite
des unteren Substrats 52 vorgesehen und eine Reflexionsplatte
62 ist auf der Außenseite des unteren Polarisators 61
vorgesehen, wobei eine unebene Schicht 65 dem unteren
Polarisator 61 zugewandt ausgebildet ist. Die Reflexionsplatte
62 ist, beispielsweise mit einer Metall-Reflexionsschicht 64
aus Al oder Ag auf der unebenen Schicht versehen, welche aus
einer Polyesterschicht 63 mit einer unebenen Oberfläche und
einer unebenen Schicht 65 auf der Oberfläche, ausgebildet ist.
Bei der Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung vom Reflexionstyp
entspricht das Substrat 52 dem Substrat 2 des
Dünnschichttransistors 1 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und die untere
transparente Elektrodenschicht 56 entspricht der ITO-Schicht 19
(Pixelelektrode).
Die Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung vom Reflexionstyp nach
der Erfindung weist das Dünnschichttransistor-Substrat 1 auf,
welches eine gestapelte Verbindungsleitungsschicht mit einer
Al-Schicht oder Al-Legierungs-Schicht mit geringem Widerstand
aufweist, so daß der Spannungsabfall eines Signals, welcher
Leitungswiderstände oder Leitungsverzögerungen verursacht wird,
vermieden wird und ist somit für Anzeigevorrichtungen mit
breitem Anzeigebereich, bei welchen die Leitungen lang sind
sowie für hochauflösende Anzeigevorrichtungen geeignet, bei
welchen die Leitungen sehr dünn sind.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen näher erläutert, welche die Erfindung jedoch
nicht einschränken.
Die Beziehung zwischen dem HIO4-Gehalt des Ätzmittels und der
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode wird, unter Verwendung des Meßgerätes für das
elektrische Elektrodenpotential, ermittelt.
Ätzmittel wird in einen Behälter gefüllt. Die Al-Elektrode und
die Ti-Elektrode werden in das Ätzmittel als die beiden
Elektroden eingetaucht. Eine Spannung wird mittels einer
Spannungsquelle angelegt und anschließend die
Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden gemessen. Der
Anteil HF beträgt 0,3 Gew.%, jener von H2SO4 beträgt
0,1 mol/l(entspricht 0,54 Gew.%) und der Anteil von HIO4 liegt in
dem Bereich zwischen 0,05 Gew.% und 2,0 Gew.%. Das Ergebnis ist
aus Fig. 8 ersichtlich.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ergibt sich für den Fall, daß HF-
Gehalt des Ätzmittels 0,3 Gew.% beträgt, der H2SO4-Gehalt
0,1 mol/l beträgt und falls der H2IO4-Gehalt 0,6 Gew.% oder
geringer ist, daß die Potentialdifferenz zwischen der Al-
Elektrode und der Ti-Elektrode (ΔE) 0,4 V oder weniger beträgt.
Für den Fall, daß die Potentialdifferenz (ΔE) 0,4 V beträgt,
beträgt das Gewichtsverhältnis von HIO4 zwischen HF zwei oder
weniger, so daß das Gewichtsverhältnis von HIO4 zu HF die
Grenze 2 hat.
Die Beziehung zwischen dem HF-Gehalt des Ätzmittels und der
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode und der Menge des Seitenätzens (ΔL), wenn die
gestapelte Schicht aus einer Al-Schicht und einer Ti-Schicht,
unter Verwendung des Ätzmittels geätzt wird, wird wie folgt
ermittelt.
Der HF-Gehalt des Ätzmittels und die Potentialdifferenz
zwischen der Al-Elektrode und der Ti-Elektrode nach
Ausführungsform 2 ist identisch jener nach Ausführungsform 1,
mit der Ausnahme, daß der HIO4-Gehalt des Ätzmittels 1,5 Gew.%
beträgt, der H2SO4-Gehalt 1 mol/l(5,4 Gew.%) beträgt und der HF-
Gehalt zwischen 0,1 Gew.% und 0,8 Gew.% beträgt. Das Ergebnis ist
aus Fig. 9 ersichtlich.
Die Menge der Seitenätzung wird gemessen, wenn eine gestapelte
Schicht, welche aus einer Al-Schicht mit einer Dicke von 1300 Å
und einer Ti-Schicht mit einer Dicke von 500 Å ausgebildet ist,
unter Verwendung des Ätzmittels, gleichförmig geätzt wird. Das
Ergebnis ist aus Fig. 10 ersichtlich.
Wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich, ist die
Potentialdifferenz zwischen der Al-Elektrode und der Ti-
Elektrode (ΔE) 0,4 V oder geringer, wenn der HIO4-Gehalt des
Ätzmittels 1,5 Gew.% beträgt, der H2SO4 lmol/lbeträgt und falls
der HF-Gehalt 0,65 Gew.% oder mehr beträgt. Außerdem ist die
Menge des Seitenätzens (ΔL) 500 Å oder weniger und stellt in der
praktischen Verwendung kein Problem dar. Insbesondere ist die
Menge des Seitenätzens (ΔL) 250 Å oder weniger, falls der HF-
Gehalt 0,75 Gew.% oder mehr beträgt.
Die Ausführungsform 3 entspricht im wesentlichen der
Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, daß der HIO4-Gehalt des
Ätzmittels 0,05 Gew.% beträgt, der HF-Gehalt 0,03 Gew.% beträgt
und der H2SO4-Gehalt zwischen 0 Gew.% und 0,54 Gew.% liegt. Die
Auswirkungen eines veränderten H2SO4-Gehalts des Ätzmittels auf
die unterschiedliche Potentialdifferenz zwischen der Al-
Elektrode und der Ti-Elektrode sind aus Fig. 11 ersichtlich.
Für den Fall, daß der HF-Gehalt des Ätzmittels 0,03 Gew.% und
der HIO4-Gehalt 0,05 Gew.% beträgt, ist die Potentialdifferenz
zwischen der Al-Elektrode und der Ti-Elektrode (ΔE) 0,4 V oder
geringer, falls der H2SO4-Gehalt 0,05 Gew.% oder geringer ist.
Wie bereits erwähnt ist das erfindungsgemäße Ätzmittel
vorteilhaft, da es jede Metallschicht einer gestapelten Schicht
aus einer Ti-Schicht oder Ti-Legierungs-Schicht als einer
anderen Metallschicht, welche auf eine Al-Schicht oder Al-
Legierungs-Schicht mit geringem Widerstand gelagert ist, mit im
wesentlichen gleicher Ätzrate in lediglich einem Ätzvorgang von
dem Substrat geätzt werden kann.
Außerdem ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur
Herstellung eines Substrats für elektronische Vorrichtungen
leicht ermöglicht, die Leitungsbreite der oberen Schicht und
der unteren Schicht, welche die gestapelte Leitungsschicht
bilden, zu steuern und eine gute Ausbeute und einen einfachen
Herstellungsprozeß zu erreichen, da die gestapelte Schicht,
unter Verwenden des erfindungsgemäßen Ätzmittels, durch Ätzen
jeder Metallschicht, welche die gestapelte Schicht bilden, mit
im wesentlichen gleicher Ätzrate, bei lediglich einmaligem
Ätzen, geätzt werden kann.
Außerdem kann mit der erfindungsgemäßen elektronischen
Vorrichtung der Spannungsabfall eines Signals, welcher durch
Leitungswiderstände oder Leitungsverzögerungen erzeugt würde,
vermieden werden, so daß die Erfindung zur Verwendung mit
Anzeigevorrichtungen mit breitem Anzeigebereich, bei welchem
die Verbindungsleitungen lange ausgebildet sind, oder
hochauflösenden Anzeigen, bei welchen die Leitungen sehr dünn
sind, geeignet ist.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines Substrats für elektronsische
Vorrichtungen mit folgenden Schritten:
Ausbilden einer Leitungsschicht auf einem Substrat (2), welche eine Al-Schicht (3) oder eine Al-Legierungs-Schicht (3) und eine Ti-Schicht (4) oder eine Ti-Legierungs-Schicht (4) aufweist,
Vorsehen einer Maske auf der Leitungsschicht, und
Ätzen der Leitungsschicht unter Verwenden eines Ätzmittels, welches Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure aufweist und wobei das totale Gewichtsverhältnis der Flußsäure und der Periodsäure 0,05 bis 30 Gew.-%, das Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure 0,05 bis 20 Gew.-% und das Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure 0,01 bis 2 Gew.-% beträgt.
Ausbilden einer Leitungsschicht auf einem Substrat (2), welche eine Al-Schicht (3) oder eine Al-Legierungs-Schicht (3) und eine Ti-Schicht (4) oder eine Ti-Legierungs-Schicht (4) aufweist,
Vorsehen einer Maske auf der Leitungsschicht, und
Ätzen der Leitungsschicht unter Verwenden eines Ätzmittels, welches Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure aufweist und wobei das totale Gewichtsverhältnis der Flußsäure und der Periodsäure 0,05 bis 30 Gew.-%, das Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure 0,05 bis 20 Gew.-% und das Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure 0,01 bis 2 Gew.-% beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Leitungsschicht
mit im wesentlichen gleicher Ätzrate geätzt wird.
3. Elektronische Vorrichtung, welche aufweist:
ein Substrat (2), welches, unter Verwenden eines Ätzmittels hergestellt ist, welches Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure aufweist und wobei das totale Gewichtsverhältnis der Flußsäure und der Periodsäure 0,05 bis 30 Gew.-%, das Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure 0,05 bis 20 Gew.-%, und das Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure 0,01 bis 2 Gew.-% beträgt, und eine Leitungsschicht aus einer Al-Schicht (3) oder Al-Legierungs-Schicht (3) und einer Ti-Schicht (4) oder Ti-Legierungs-Schicht (4) geätzt wird.
ein Substrat (2), welches, unter Verwenden eines Ätzmittels hergestellt ist, welches Flußsäure, Periodsäure und Schwefelsäure aufweist und wobei das totale Gewichtsverhältnis der Flußsäure und der Periodsäure 0,05 bis 30 Gew.-%, das Gewichtsverhältnis der Schwefelsäure 0,05 bis 20 Gew.-%, und das Gewichtsverhältnis der Periodsäure zu der Flußsäure 0,01 bis 2 Gew.-% beträgt, und eine Leitungsschicht aus einer Al-Schicht (3) oder Al-Legierungs-Schicht (3) und einer Ti-Schicht (4) oder Ti-Legierungs-Schicht (4) geätzt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Leitungsschicht mit
im wesentlichen gleicher Ätzrate geätzt wird.
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