專利名稱：形成具有傾角導(dǎo)電層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種形成具有傾角導(dǎo)電層的方法，且特別是有關(guān)于一種應(yīng)用較低蝕刻液溫度，而形成具有適當(dāng)傾角的導(dǎo)電層的方法。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于顯示器工藝(如液晶顯示器)及半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蝕刻技術(shù)，主要是分為濕法蝕刻和干法蝕刻兩種技術(shù)。干法蝕刻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于微結(jié)構(gòu)控制較好、使工藝組件電性表現(xiàn)良好，但是其真空機(jī)臺(tái)本身抵抗環(huán)境中微粒及反應(yīng)產(chǎn)生的固態(tài)副產(chǎn)物能力較差。濕法蝕刻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在于其工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、具有優(yōu)秀的蝕刻選擇比，且產(chǎn)量速度(Throughput)快。由于濕法蝕刻進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)并無特定方向性，乃是屬于一種各向同性(Isotropic)蝕刻，因此濕法蝕刻工藝的控制就顯得相當(dāng)重要。控制濕法蝕刻工藝的主要參數(shù)有蝕刻液濃度、蝕刻時(shí)間、反應(yīng)溫度等。其中，蝕刻液濃度增加，可加速反應(yīng)物質(zhì)到達(dá)及離開被蝕刻物表面的速度，而反應(yīng)溫度則控制了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的速率。另外，蝕刻液內(nèi)的反應(yīng)物除了依賴擴(kuò)散作用往薄膜表面進(jìn)行質(zhì)量傳遞之外，若適當(dāng)?shù)財(cái)嚢栉g刻液以提供溶液流動(dòng)，亦可提升反應(yīng)物輸往薄膜表面的能力，因此蝕刻液的攪拌方式亦可影響濕法蝕刻工藝。
在薄膜晶體管中可應(yīng)用的導(dǎo)線材料很多，例如是金屬鉬(Mo)/釹化鋁(AlNd)、金屬鉻(Cr)/釹化鋁(AlNd)、或鈦(Ti)/鋁(Al)/鈦(Ti)等，依照不同的導(dǎo)線材料而選用適合的濕法蝕刻液。以金屬鉬為例，以往以過氧化氫(H2O2)作為鉬蝕刻液，以得到具適當(dāng)傾角(Taper)的剖面，然而過氧化氫為強(qiáng)氧化劑，對(duì)于目前大部分的工藝機(jī)臺(tái)來說會(huì)造成不當(dāng)氧化，若為了使用過氧化氫而更換所有的工藝機(jī)臺(tái)，則成本勢(shì)必大幅提高，不符合經(jīng)濟(jì)效益。因此，目前以鋁蝕刻液在溫度45℃左右進(jìn)行金屬導(dǎo)線(包括鉬)的濕法蝕刻。鋁蝕刻液主要由硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、醋酸(CH3COOH)及水所組成，由于其蝕刻速率最為穩(wěn)定，目前被廣泛運(yùn)用在半導(dǎo)體工藝中。主要的蝕刻原理是利用硝酸將金屬層氧化，再由磷酸和水來分解氧化物；而醋酸則作為緩沖劑(BufferAgent)，以抑制硝酸的解離，維持蝕刻溶液的穩(wěn)定和延長(zhǎng)蝕刻溶液的使用時(shí)間。相關(guān)反應(yīng)式如下所示
然而，在溫度45℃左右進(jìn)行濕法蝕刻時(shí)，金屬被移除的速率過快，過快的蝕刻率會(huì)使金屬層無法形成預(yù)定的傾角(Taper)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種形成具有傾角導(dǎo)電層的方法。利用較低蝕刻溫度的蝕刻液，或是高低溫的蝕刻液，以使蝕刻后的導(dǎo)電層產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膬A角，進(jìn)而提高應(yīng)用產(chǎn)品的電性和良率。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種形成具有傾角導(dǎo)電層的方法，包括(a)提供導(dǎo)電層于基板上；及(b)以第一蝕刻液蝕刻導(dǎo)電層，以形成第一傾角；其中，第一蝕刻液的蝕刻溫度為約25℃～40℃。
根據(jù)本發(fā)明的目的，再提出一種使導(dǎo)電層形成傾角的方法，包括步驟應(yīng)用第一蝕刻液蝕刻導(dǎo)電層，第一蝕刻液具有第一蝕刻溫度；及應(yīng)用第二蝕刻液蝕刻導(dǎo)電層，第二蝕刻液具有第二蝕刻溫度，其中，第一蝕刻溫度與第二蝕刻溫度不相同。優(yōu)選地，第一蝕刻溫度大于等于第二蝕刻溫度。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖1繪示依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的形成具有傾角導(dǎo)電層的方法流程圖。
圖2A、2B繪示依照本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的形成具有傾角導(dǎo)電層的示意圖。
圖3A、3B分別顯示針對(duì)單一金屬鉬層和單一氮化鉬層使用本發(fā)明的方法進(jìn)行濕法蝕刻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
附圖標(biāo)記21基板 23第一氮化鉬層25第二氮化鉬層 23’蝕刻后的第一氮化鉬層25’蝕刻后的第二氮化鉬層具體實(shí)施方式
本發(fā)明利用較低的蝕刻溫度約25℃～40℃，或是溫度不同的蝕刻液，針對(duì)單一導(dǎo)電層或多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)進(jìn)行濕法蝕刻，以獲得適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電層傾角。另外，本發(fā)明可以應(yīng)用在任何導(dǎo)電層的濕法蝕刻工藝中，例如非晶硅薄膜晶體管(TFT)的柵極、或源/漏極，或是低溫多晶硅(Low Temperature Poly Silicon，LIPS)薄膜晶體管中的柵極濕法蝕刻工藝。
圖1繪示依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的形成具有傾角導(dǎo)電層的方法流程圖。在此優(yōu)選實(shí)施例中，使用溫度不同的蝕刻液對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻。首先，提供導(dǎo)電層于基板上，如步驟101所示；接著，以蝕刻溫度為t1的第一蝕刻液蝕刻導(dǎo)電層，以形成第一傾角，如步驟102所示；之后，再以蝕刻溫度t2的第二蝕刻液蝕刻導(dǎo)電層，以形成第二傾角，其中，第二蝕刻液的蝕刻溫度t2低于第一蝕刻液的蝕刻溫度t1，如步驟103所示。第一蝕刻液和該第二蝕刻液可具有相同成分。若以鋁蝕刻液(硝酸、磷酸、醋酸及水)作為第一蝕刻液和第二蝕刻液，并對(duì)包括鉬的導(dǎo)電層進(jìn)行濕法蝕刻，當(dāng)?shù)谝晃g刻液的蝕刻溫度為約30℃～35℃，第二蝕刻液的蝕刻溫度為約25℃～30℃，蝕刻后導(dǎo)電層具有傾角(taper angle)約30度～70度。
圖3A顯示針對(duì)單一金屬鉬層使用本發(fā)明的方法進(jìn)行濕法蝕刻的其中一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果顯示蝕刻后鉬層具有傾角約41.1度。
除了應(yīng)用在單一導(dǎo)電層外，本發(fā)明還可應(yīng)用在多層導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)。對(duì)于包括鉬的多層結(jié)構(gòu)導(dǎo)電層，若是以較低蝕刻溫度約25～40℃或約25～35℃對(duì)此多層結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻；或是先使用第一蝕刻溫度約30℃～35℃的第一蝕刻液，再使用第二蝕刻溫度為約25℃～30℃的第二蝕刻液進(jìn)行蝕刻，均可得到具良好傾角約15度～40度的導(dǎo)電層。
請(qǐng)參照?qǐng)D2A、2B，其繪示依照本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的形成具有傾角導(dǎo)電層的示意圖。如圖2A所示，在基板21上形成一多層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層，包括形成于基板上的第一氮化鉬層23(簡(jiǎn)記為MoNy)，和形成于第一氮化鉬層上的第二氮化鉬層25(簡(jiǎn)記為MoNx)。其中，當(dāng)?shù)谝坏f層23的第一氮含量y大于等于第二氮化鉬層的第二氮含量x時(shí)，若以較低蝕刻溫度約25～35℃進(jìn)行蝕刻，或是先使用約30℃～35℃的第一蝕刻液，再使用約25℃～30℃的第二蝕刻液進(jìn)行蝕刻，則蝕刻后第一氮化鉬層23’的傾角θ約15度～40度或是約15度～25度。
當(dāng)然，第二氮含量x亦可等于0，第一氮含量y不等于0，使基板21上的多層結(jié)構(gòu)成為氮化鉬層23和純鉬層25，若使用(1)較低蝕刻溫度(約25～40℃或25～35℃)進(jìn)行蝕刻，或是(2)先使用高溫蝕刻液，約30℃～35℃；之后再使用低溫蝕刻液，約25℃～30℃進(jìn)行蝕刻，亦可得到良好傾角。
圖3B顯示針對(duì)單一氮化鉬層(x＝y(tǒng))使用本發(fā)明的方法進(jìn)行濕法蝕刻的其中一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果顯示蝕刻后氮化鉬層具有傾角約21.4度。
因此，根據(jù)上述本發(fā)明的一種形成具有傾角導(dǎo)電層的方法，不論是使用較低蝕刻溫度的蝕刻液，或是利用高溫低溫的蝕刻液，都可使蝕刻后的導(dǎo)電層產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膬A角。若應(yīng)用本發(fā)明的方法于非晶硅薄膜晶體管(TFT)的柵極、或源/漏極，或是低溫多晶硅(LTPS)薄膜晶體管中的柵極濕法蝕刻工藝，都可提高制成產(chǎn)品的電性和良率。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種形成具有傾角導(dǎo)電層的方法，包括(a)提供導(dǎo)電層于基板上；及(b)以第一蝕刻液蝕刻該導(dǎo)電層，以形成第一傾角；其中，該第一蝕刻液的蝕刻溫度為約25℃～40℃。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中該第一蝕刻液為鋁蝕刻液。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中在步驟(b)之后，還包括(c)以第二蝕刻液蝕刻該導(dǎo)電層，以形成第二傾角；其中，該第二蝕刻液的蝕刻溫度低于該第一蝕刻液的蝕刻溫度。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中該第二蝕刻液為鋁蝕刻液。
5.如權(quán)利要求3的方法，其中該第二蝕刻液的蝕刻溫度為約25℃～30℃。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中該第一蝕刻液的蝕刻溫度為約30℃～35℃。
7.如權(quán)利要求3的方法，其中該導(dǎo)電層包括鉬，蝕刻后具有傾角約30度～70度。
8.如權(quán)利要求3的方法，其中該第一蝕刻液和該第二蝕刻液具有相同成分。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中該導(dǎo)電層為多層結(jié)構(gòu)包括鉬，該蝕刻后的該導(dǎo)電層具有傾角約15度～40度。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中該多層結(jié)構(gòu)至少包括第一氮化鉬層，形成于該基板上；及第二氮化鉬層，形成于該第一氮化鉬層上；其中，該第一氮化鉬層的第一氮含量約大于等于該第二氮化鉬層的第二氮含量。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中該蝕刻后的該第一氮化鉬層具有傾角約15度～40度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種形成具有傾角導(dǎo)電層的方法，利用較低的蝕刻溫度約25℃～40℃的蝕刻液，或是溫度不同的蝕刻液(例如35℃～30℃/30℃～25℃)，對(duì)于基板上的單一導(dǎo)電層或多層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層進(jìn)行濕法蝕刻，以獲得適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電層傾角。
文檔編號(hào)C23F1/10GK1851883SQ20061007326
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者來漢中 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司