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Ätzverfahren zum Herstellen von Metallfilmstrukturen mit abgeschrägten Seitenwänden - Dokument DE69729913T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69729913T2 25.08.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000812012
Titel Ätzverfahren zum Herstellen von Metallfilmstrukturen mit abgeschrägten Seitenwänden
Anmelder Lucent Technologies Inc., Murray Hill, N.J., US
Erfinder Lin, Cheng-yih, Parsippany, New Jersey 07054, US;
Mulgrew, Paul Patrick, Fremont, US
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Aktenzeichen 69729913
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.05.1997
EP-Aktenzeichen 973035785
EP-Offenlegungsdatum 10.12.1997
EP date of grant 21.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.08.2005
IPC-Hauptklasse H01L 21/321
IPC-Nebenklasse C23F 1/02   

Beschreibung[de]
Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich generell auf das Nassätzen von dünnen Metallschichten und insbesondere auf ein Ätzverfahren zur Erzeugung von Metallschichtstrukturen mit in einem vorgegebenen Winkel schräg abfallenden Rändern.

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung wurde im Kontext der Herstellung von Dünnschicht-Transistoranordnungen (TFT arrays von thin film transistor arrays) für aktive Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (AMLCDs von active matrix liquid crystal displays) gemacht. Eine typische AMLCD umfasst ein Flüssigkristallmedium, angeordnet zwischen einem Substrat, das eine TFT-Anordnung enthält, und einem Substrat, das eine Gemeinschaftselektrode enthält. Die TFT-Anordnung schafft die Steuerelemente der AMLCDs. Eine typische TFT-Anordnung umfasst TFT-Vorrichtungen, Speicherkondensatoren, eine Matrix von Pixel-Elektroden und periphere Schaltungen zur Verbindung mit Treiberelektronik. Die Transistoren steuern die Spannung an jeder Pixel-Elektrode und jede Pixel-Elektrode steuert wiederum den optischen Status eines Flüssigkristallpixels.

Herkömmlicherweise wird eine TFT-Anordnung durch Niederschlagung einer ersten Metallschicht auf einem Substrat hergestellt. Die Metallschicht, die üblicherweise Chrom ist, wird dann naßgeätzt, um eine leitende Matrix aus Metallschichtstrukturen, wie z. B. den leitenden Gate-Leitungen, Datenleitungen, Elektroden und peripheren Schaltungsleiterbahnen, zu definieren. Nach dem Ätzen wird ein Stapel von Isolator- und Halbleiterschichten wie z. B. Siliziumnitrid/amorphes Silizium/Siliziumnitridstapel über der Leitermatrix niedergeschlagen. Danach wird eine zweite Metallschicht aufgebracht und in ein Muster ge

[TEXT FEHLT]

Eine Schwierigkeit bei diesem herkömmlichen Prozess entsteht daraus, dass herkömmliches Nassätzen von Chromschichten steile, fast vertikale Seitenwände erzeugt. Wenn anschließend Isolator- oder Halbleiterschichten aufgebracht werden, erzeugen diese steilen Seitenwände Unregelmäßigkeiten oder minderwertige Bereiche in den niedergeschlagenen Schichten. Die defekten Schichten können wiederum zu Kurzschlüssen, hohem Leckstrom und niedriger Durchbruchspannung führen, besonders an den Transistoren, den Speicherkondensatoren und den Überkreuzungen. Die steilen Seitenwände können auch die anschließende Niederschlagung der zweiten Metallschicht nachteilig beeinflussen und dabei offene Schaltungsdefekte in der zweiten Metallschicht, besonders an Überkreuzungen wesentlich vermehren. Die scharfen Seitenwandränder können außerdem elektrostatische Entladungsschäden (ESD von electrostatic discharge damage) verschlimmern.

Frühere Bemühungen zur Beseitigung dieser steilen Seitenwände haben sich als mehr als unbefriedigend herausgestellt; U.S.-Patent Nr. 5, 007, 984 beschreibt zwei Verfahren zur Bildung von schräg abfallenden Wänden. Im ersten Verfahren werden schräg abfallende Seitenwände durch Zufügen von Salpetersäure zu einem herkömmlichen Cerammoniumnitrat(CAN)-Ätzmittel erhalten. Der daraus resultierende Schrägenwinkel hängt hauptsächlich von der Temperatur des Ätzmittels und der Salpetersäurekonzentration ab. Es ist jedoch schwierig, Schrägenwinkel von weniger als 40 Grad zu erhalten. Außerdem ist dieser Prozess in der Serienherstellung von Natur aus schwer zu steuern.

Im zweiten Verfahren wird eine zweite Metallschicht, wie z. B. Aluminium, auf das Chrom niedergeschlagen und darüber wird Fotolack gebildet. Danach werden drei Ätzmittel verwendet, um schräg abfallende Linien zu bilden. Das erste, auf Phosphorsäure basierende Ätzmittel ätzt sowohl die Aluminium- als auch die Chromschichten. Da die Ätzrate von Aluminium höher ist als die von Chrom, werden die Seitenwände schräg abfallend. Das zweite Ätzmittel entfernt die Chromrückstände. Nach der Entfernung des Fotolacks entfernt das dritte Ätzmittel die Aluminiumschicht. Es ist jedoch schwierig, den Schrägenwinkel zu steuern. Außerdem ist das zweite Verfahren sowohl zeit- als auch kostenaufwendig, weil drei getrennte Ätzschritte notwendig sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ätzen einer Metallschicht, das in einem vorgegebenen Winkel schräg abfallende Ränder erzeugt. Es ist besonders nützlich für die Herstellung der Leitermatrix (Gate-Leitungen und Datenleitungen) einer TFT-Anordnung.

Gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert, werden mindestens zwei Schichten verschiedener Metalle auf einem Substrat gebildet. Die zwei Metallschichten interagieren, so dass die Seitenätzrate der oberen Metallschicht beim Vorhandensein der anderen Metallschicht größer ist, als sie es beim Nichtvorhandensein der anderen Metallschicht wäre. Die Seitenätzrate der oberen Metallschicht ist schneller als die vertikale Ätzrate der auf das Substrat aufgebrachten Metallschicht. In einer Ausführungsform wird eine dünne Schicht Molybdän, Mo, auf einer ersten Schicht Chrom, Cr, gebildet, die auf einem Substrat gebildet wird. Eine Schicht von einem in ein Muster gebrachten Fotolack wird über der Mo-Schicht gebildet. Die resultierende Struktur wird in einer Ätzlösung geätzt, um die darunterliegenden Materialschichten in ein Muster zu bringen. In einer weiteren Ausführungsform wird eine zweite dünne Schicht Cr oder Zink (Zn) vorzugsweise auf der Mo-Schicht gebildet, um die Haftung des Fotolacks an der Struktur zu verbessern. In einer anderen Ausführungsform wird eine Schicht Kobalt (Co) oder Nickel (Ni) auf einer ersten Schicht Zink (Zn) gebildet, das auf dem Substrat niedergeschlagen wird. Die Seitenätzrate des Co oder Ni erhöht sich beim Vorhandensein von Zn gegenüber dem, wie sie sonst in dem Zinkätzmittel wäre. Es ist vorteilhaft, wenn eine zweite Schicht Zn über dem Co oder Ni niedergeschlagen wird.

Um die unter dem Fotolackmaterial liegenden Metallschichten in ein Muster zu bringen, wird ein übliches Ätzmittel verwendet. In einer Ausführungsform wird ein Cr-Ätzmittel, wie z. B. Cerammoniumnitrat (CAN) verwendet, um die Metallschichten aus Cr und Mo in ein Muster zu bringen. Die Seitenätzrate der Mo-Schicht über einer Cr-Schicht mit einer Dicke von mehr als 100 Angström (1 Angström = 0,1 nm) ist mehr als 100 mal größer als die Ätzrate einer Mo-Schicht in dem gleichen Ätzmittel bei Abwesenheit einer Chromschicht. Die Seitenätzrate der Mo-Schicht steuert die Rate, mit der die Cr-Schicht unter dem Mo dem Ätzmittel ausgesetzt wird. Das erlaubt eine sacht abfallende Seitenwand an den Metallmerkmalen, die erhalten werden sollen, und ermöglicht eine verbesserte Bedeckung der Seitenwände von einer anschließend aufgebrachten Schicht. Die Folge ist eine Reduktion von TFT- und AMLCD-Defekten.

Das Verfahren kann ferner folgenden Schritt umfassen: Bildung einer dritten Materialschicht auf besagter zweiter Materialschicht, wobei besagte dritte Materialschicht die Haftung des besagten Fotolacks schafft. Die erste Schicht und die dritte Schicht können Cr sein und die zweite Schicht kann Mo sein. Die dritte Schicht kann eine Dicke im Bereich von ca. 50 Angström bis ca. 150 Angström haben.

Das Muster kann Gate-Leitungen und Gate-Elektroden für eine Dünnschich-Transistor-Anordnung umfassen. Die Interaktion zwischen besagter erster Metallschicht und besagter zweiter Metallschicht ist elektrochemisch. Das Verfahren kann den Schritt der Entfernung besagten Fotolackes von besagter Struktur umfassen und das Material besagter zweiter Schicht kann Metall sein.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung wird eine Dünnschicht-Matrix-Anordnung einschließlich einer Leitermatrix geschaffen, die durch folgende Schritte entsteht: Schaffen eines Substrates mit mehreren Metallschichten darauf, wobei die auf besagtem Substrat gebildete Metallschicht Cr oder Zn ist und mindestens eine Schicht ein aus einem zweiten Metall aus Mo, Cr oder N, das in einem Ätzmittel mit besagtem erstem Metall interagiert, um die Seitenätzrate des zweiten Metalls zu erhöhen, um schneller zu sein als das erste Metall; Bilden einer Schicht aus Fotolackmaterial auf besagten mehreren Metallschichten; Bilden eines Musters von besagter Leitermatrix in dem Fotolackmaterial; Ätzen der resultierenden Struktur mit besagtem Ätzmittel, um besagte Leitermatrix mit schräg abfallenden Seitenwänden herzustellen; und Entfernen von besagtem Fotolack von besagter Struktur. Die erste Schicht kann Cr sein und die zweite Schicht kann Mo sein, wobei die Cr-Schicht auf dem Substrat gebildet wird und die Mo-Schicht über der Cr-Schicht gebildet wird. Die Struktur kann ferner eine dritte Cr-Schicht umfassen, die auf der Mo-Schicht gebildet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Vorteile, die Natur und die verschiedenen zusätzlichen Eigenschaften der Erfindung werden unter Betrachtung der erläuternden Ausführungsformen, die jetzt in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden, vollständiger sichtbar werden. In den Zeichnungen ist:

1 ein Blockdiagramm, das Schritte der Bildung einer schräg abfallenden Linie auf einem Substrat darstellt.

2A ein schematischer Querschnitt eines Substrates, der einen Zustand nach der Niederschlagung mehrerer Schichten auf einem Substrat zur Bildung einer Dreischichtenstruktur zeigt.

2B ein schematischer Querschnitt des Substrates mit der Dreischichtenstruktur, der einen Zustand zeigt, in dem ein Fotolackmuster auf der Dreischichtenstruktur gebildet ist.

2C ein schematischer Querschnitt des Substrates mit der Dreischichtenstruktur, der einen Zustand nach dem Ätzen der Dreischichtenstruktur zeigt.

2D ein schematischer Querschnitt des Substrates mit der Dreischichtenstruktur, der einen Zustand nach der Entfernung des Fotolackes von der geätzten Dreischichtenstruktur zeigt.

3 ein schematischer Querschnitt einer schräg abfallenden Seitenwand, die durch den Prozess von 1 hergestellt wurde, und beschreibt den Schrägenwinkel

4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke einer Mo-Schicht und dem resultierenden Schrägenwinkel in einer Cr/Mo/Cr-Dreischichtenstruktur zeigt.

5 eine Darstellung der Verwendung von schräg abfallenden Linien in einer aktiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Es versteht sich, dass diese Zeichnungen die Veranschaulichung der Konzepte der Erfindung bezwecken und nicht maßstabsgetreu sind.

Detaillierte Beschreibung

Im Laufe dieser Beschreibung werden gleiche Zahlen zur Identifizierung gleicher Elemente in den verschiedenen Figuren verwendet, die die Erfindung veranschaulichen.

1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von schräg abfallenden Linien 10 gemäß der Lehren der vorliegenden Erfindung. 2A2D sind schematische Querschnitte der Strukturen entsprechend der in 1 gezeigten Schritte. Der erste in Block 12 und in 2A gezeigte Schritt besteht darin, mehrere Metallschichten auf Substrat 31 aufzubringen. Die untere auf das Substrat aufgebrachte Metallschicht ist Cr oder Zn und mindestens eine darüberliegende Schicht ist aus Mo, Co oder Ni gemacht. Die Seitenätzrate des zweiten Metalls in einem Ätzmittel für das erste Metall wird vom Vorhandensein des ersten Metalls beeinflusst. Vorzugsweise reagieren die zwei Metalle elektrochemisch in einem gemeinsamen Ätzmittel, um die Seitenätzrate des zweiten Metalls um einen mindestens 100fachen Faktor der Ätzrate beim Nichtvorhandensein des ersten Metalls zu erhöhen. (Wir gehen von der gleichen Dicke des zweiten Metalls und der Verwendung des gleichen Ätzmittels aus.) Vorzugsweise wird eine dritte Materialschicht über der ersten und zweiten Metallschicht aufgebracht. Die dritte Schicht schafft eine verbesserte Haftung an dem darüber liegenden Fotolack und verhindert, dass das Ätzmittel die zweite Metallschicht durch die Fotolack-Metallschicht-Grenzfläche angreift. Das Substrat kann Glas, geschmolzene Silica, Plastik oder ein Halbleiter, wie z. B. monokristallines Silizium, sein.

In einer Ausführungsform wird eine Mo-Schicht zwischen zwei Cr-Schichten eingebettet. Die Struktur wird z. B. durch Aufstäuben einer Cr-Schicht 32 auf Substrat 31 gebildet. Dann wird eine Mo-Schicht 34 auf Schicht 32 aufgestäubt. Danach wird eine Cr-Schicht 36 auf Schicht 34 aufgestäubt. Alternativ ist Schicht 34 entweder aus Co oder Ni und Schicht 32 und Schicht 36 aus Chrom. Alternativ sind Schicht 32 und Schicht 36 aus Zn und Schicht 34 ist entweder aus Mo, Co oder Ni. Ein handelsübliches Aufstäubungsgerät, wie z. B. Leybold ZV6000 (Deutschland), kann verwendet werden, um die Schichten aufzustäuben, um die Struktur in einem Vakuumabpumpvorgang zu bilden. Andere herkömmliche zweckdienliche Verfahren wie z. B. Aufdampfen, chemische Dampfniederschlagung oder Elektroplatieren werden als genauso nützlich für die Bildung der Metallschichten betrachtet. Der Einfachheit halber wird die Erfindung bezüglich der Ausführungsform erörtert, in der Schicht 32 aus Cr, Schicht 34 aus Mo und Schicht 36 aus Cr ist.

In Block 18 und in 2B wird Struktur 30 auf eine herkömmliche Weise, die üblicherweise die Schleuderniederschlagung einer Schicht Fotolack auf das Substrat einschließt, mit Fotolackschicht 38 beschichtet. Fotolackschicht 38 wird dann belichtet und so entwickelt, dass ein Muster zur Verwendung als Ätzmaske gebildet wird. Ein handelsüblicher Fotolack, wie z. B. S1808 von Shipley (Marlborough, MA), und eine handelsübliche integrierte Photolithographie-Linie wie z. B. Convac LCD-600 Spin Cleaner/Coater (Schleuderreiniger/-beschichter) (Deutschland), MRS 5000 Panelprinter (Chelmsford, MA) und Convac LCD-600 Spin Developer (Schleuderentwickler) (Deutschland) kann zur Bildung des Fotolackmusters verwendet werden. Die Bildung des Fotolackmusters kann auch unter Verwendung von anderen herkömmlichen photolithographischen Verarbeitungsverfahren, wie z. B. eine Rollen- oder Meniscus-Beschichtung, Exposition mit oder ohne Kontakt, erreicht werden. Der Fotolack wird auf herkömmliche Weise entwickelt und erhitzt. Es kann ein auf TMAH (Tetra-Methyl-Ammonium-Hydroxid) basierender Entwickler, wie z. B. MF-319 von Shipley, verwendet werden.

Die resultierende geschichtete, auf dem Substrat gebildete Struktur wird in Block 20 und in 2C in einer ätzenden Lösung geätzt, um Bereiche wegzuätzen, die nicht vom Fotolack 38 maskiert wurden, und um ein Muster auf dem Substrat zu bilden, das dem Fotolackmuster entspricht. Mit der ätzenden Lösung kann eine handelsübliche Ätzvorrichtung, wie z. B. ein Hamatech Spin Etcher (Drehätzvorrichtung) (Deutschland), verwendet werden. Alternativ kann eine herkömmliche Sprüh- oder Tauchätzvorrichtung verwendet werden. Die ätzende Lösung kann eine Lösung aus einem auf Cerammoniumnitrat (CAN) basierenden Ätzmittel von Foto Chemical System, Wayne, NJ sein. Das Ätzen der Struktur kann bei Umgebungstemperatur ausgeführt werden. Wenn das Ätzen der in ein Muster gebrachten Linie beginnt, ist die Seitenätzrate von Schicht 34 schneller als die vertikale Ätzrate von Schicht 32. Danach wird, während die Seitenätzung von Schicht 34 andauert, die zusätzliche Oberfläche von Schicht 32 belichtet, um eine schräg abfallende Seitenwand zu schaffen, wenn die Ätzung vollendet ist.

Die Fotolackschicht 38 kann in Block 21 und in 2D entfernt werden. Ein herkömmlicher Abstreifer, wie z. B. PRS-1000, hergestellt von J. T. Baker (Phillipsbury, NJ), kann zur Entfernung der Fotolackschicht 38 verwendet werden.

Das Substrat 31 kann Corning 7059-Glas mit einer Dicke von ca. 0,7 mm bis ca. 1.1 mm sein. Schicht 32 hat üblicherweise eine Dicke im Größenbereich von ca. 2000 Angström zur Verwendung als eine herkömmliche Metallschicht in einer TFT-Anordnung. Schicht 34 hat eine weitaus geringere Dicke, im Bereich von ca. 100 mal bis 300 mal dünner als die Dicke von Schicht 32. Genauer wurde festgestellt, dass die Seitenätzung des Mo für Schicht 34, die aus Mo gebildet ist und in einem unverdünnten CAN-Ätzmittel bei Umgebungstemperatur eine Dicke von mehr als 100 Angström hat, beim Vorhandensein von Cr extrem schnell ist. Genauer ist die Seitenätzrate des Mo beim Vorhandensein von Cr im Größenbereich von mehr als 100 mal so groß wie die Seitenätzrate von Mo im gleichen Ätzmittel beim Nichtvorhandensein von Cr. Die Ätzrate von purem Mo ist 2,5 mal so groß wie die Ätzrate von Cr. Die extrem schnelle Seitenätzrate der Mo-Schicht beim Vorhandensein von Cr ist auf einen elektrochemischen Effekt zurückzuführen.

Um Cr-Linien mit der erwünschten Schräge zu erhalten, muss die Dicke der drüberliegenden Mo-Schicht gesteuert werden. Eine Dicke der Schicht 34 aus Mo, die in einem unverdünnten Ätzmittel in Struktur 30 aus Cr/Mo/Cr größer als 100 Angström ist, führt dazu, dass die Mo-Schicht vollkommen unterschnitten ist, und ermöglicht es dem Fotolack, von der Metallschicht getrennt zu werden, bevor die Schaltungsleitungen definiert werden können. Um Struktur 30 bei der Bildung von schräg abfallenden Linien nützlich zu machen, wird das Seitenätzen von Schicht 34 auf eine akzeptable Rate gesteuert. Es wurde festgestellt, dass die Seitenätzrate der Mo-Schicht in einer Drei-Schicht-Struktur 30 aus Cr/Mo/Cr erheblich geringer ist, wenn die Dicke der Mo-Schicht weniger als ca. 100 Angström ist, als wenn die Schichtdicke größer als 100 Angström ist. Genauer wird die Dicke der Mo-Schicht zum Bemessen der Seitenätzrate und des resultierenden Schrägenwinkels verwendet. Es wurde außerdem festgestellt, dass die Seitenätzrate einer Mittelschicht aus Mo, Co oder Ni von der Wahl des Ätzmittels beeinflußt wird. Mit einer 1 : 1-entionisierten Wasserlösung des CAN-Ätzmittels in einer Cr/Mo/Cr-Struktur bleibt z. B. die Metallätzrate des Cr im Wesentlichen die gleiche, die Seitenätzrate der Mittelschicht aus Mo nimmt jedoch bedeutend ab.

Schicht 36 wird auf Schicht 34 aufgebracht, um die Haftung von Struktur 30 am Fotolack 38 zu fördern und um Schicht 34 vor einer Fotolack-Metall-Grenzfläche zu schützen. Eine 1,2 Mikrometer dicke Schicht S1808 Fotolack haftet z. B. besser an Cr als an Mo. Die Anmelder haben festgestellt, dass der Fotolack 38 ohne die obere Schicht Cr in einer Struktur 30 aus Cr/Mo/Cr die Mo-Schicht abhebt, bevor das Muster voll geätzt ist.

Obwohl die Anmelder nicht auf eine bestimmte Theorie festgelegt werden wollen, besteht ein möglicher Mechanismus zum Abheben des Fotolacks von der Mo-Schicht darin, dass die Fotolack-Metall-Grenzfläche nicht fest auf atomarer Ebene ist und erlaubt, dass das Ätzmittel somit von einem Mo-Bereich auf die unterliegende Cr-Schicht und auf einen anderen Mo-Bereich in einer mikroskopisch nicht kontinuierlichen Mo-Schicht springt. Dementsprechend verhält sich die dünne Mo-Schicht, die mit der darunterliegenden Cr-Schicht interagiert, ohne die obere Cr-Schicht wie eine viel dickere, mikroskopisch kontinuierliche Mo-Schicht in der Drei-Schichten-Struktur. Schicht 36 sollte so dünn wie möglich sein. Die Dicke von Schicht 36 ist vorzugsweise im Bereich von ca. 50 Angström bis ca. 100 Angström, um den erwünschten Schrägenwinkel in der Drei-Schichten-Struktur zu schaffen. Übermäßige Dicke von Schicht 36 kann einen negativen Schrägenwinkel und einen Überhang in Schicht 36 bewirken, was unvorteilhaft für die nachfolgenden Niederschlagungen von Schichten ist. Schicht 32, Schicht 34 und Schicht 36 können mit einem herkömmlichen Aufstäubungsgerät, wie z. B. dem Leybold ZV6000, bei unterschiedlicher Energie und Laufgeschwindigkeit durch das Aufstäubungstarget aufgebracht werden, um die erwünschte Dicke der Schichten zu erzeugen. Alle drei Schichten werden aufgestäubt, ohne das Vakuum zu unterbrechen.

3 stellt einen Querschnitt einer Schrägenlinie 50 dar, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Struktur 30 aus Cr/Mo/Cr-Schichten erzeugt wurde. Schrägenwinkel A1 wird durch die Gleichung A1 = tan–1 (t/d) definiert, wobei t die Dicke von Schicht 32 aus Cr und d die Schrägenbreite der Linie ist. Schrägenwinkel A1 wird durch die Steuerung der Dicke von Schicht 34 aus Mo gesteuert. Die Erhöhung der Dicke der Mo-Schicht 34 verringert den Schrägenwinkel A1, was zu einer Verringerung der Steigung von Seitenwand 52 führt. Mit dem unverdünnten CAN-Ätzmittel von Foto Chemical Systems werden unter Verwendung von Hamatech Spin Etcher (Schleuderätzvorrichtung) z. B. Schrägenwinkel von 25°, 15°, 8° und 5° von entsprechenden Mo-Schicht-Dicken von 30 Angström, 50 Angström, 60 Angström und 70 Angström erzeugt. Die Beziehung zwischen dem Schrägenwinkel und der Dicke der Schicht aus Mo ist in 4 gezeigt.

5 ist eine schematische Wiedergabe eines Teils der AMLCD-Anzeigevorrichtung, die zeigt, wie die Struktur von 3 verwendet werden kann, um eine Anzeigevorrichtung mit besserer Funktionssicherheit zu machen. Ein Flüssigkristallmedium (nicht gezeigt) wird zwischen einer transparenten Gemeinschaftselektrode 60 und einer Anordnung von Pixelelektroden 62 angeordnet, von denen jede mit einem auf einem Substrat 63 angeordneten TFT-Transistor 61 verbunden ist. Reihen von TFT-Transitor-Gates 67 sind durch leitfähige Gate-Leitungen 64 miteinander verbunden. Transistor-Gate-Elektrode 67 und verbindende Gate-Leitungen 64 können im gleichen Schritt gebildet werden, so dass beide Spalten schräg abfallende Seitenwände haben. Datenleitungen 66 werden mit Spalten von Transistordrains 68 verbunden, die wiederum mit Sources 65 und Pixelelektroden 62 durch Transistoren zum schaltbaren Steuern einer jeden Pixelelektrode 62, die mit einem Speicherkondensator 69 verbunden ist, verbunden sind. Isolator und Halbleiterschichten (nicht gezeigt) bedecken Gate-Leitungen 64 und Transistor-Gate-Elektroden 67.

Zusammenfassend besteht der Vorteil von schräg abfallenden Seitenwänden von Gate-Leitungen 64 und Transistor-Gate-Elektroden 67 darin, eine glatte Topographie für die einheitliche Niederschlagung des Isolators und Halbleiterschichten zu schaffen. Das reduziert Kurzschlüsse und Leckstrompfade in den Seitenwandregionen der Leiter, wo sich zwei Leiterlagen kreuzen, wie z. B. in dem Transistor, dem Speicherkondensator und an Kreuzungen von Gate-Datenleitungen. Es reduziert ebenfalls die Fehler in Form von offenen Stromkreisen von Datenleitungen an den Überkreuzungen.


Anspruch[de]
  1. Ätzverfahren zur Erzeugung von Metallschichtstrukturen mit schräg abfallenden Seitenwänden, mit folgenden Schritten:

    auf einem Substrat wird eine erste Schicht aus Metall, das aus der aus Cr und Zn bestehenden Gruppe ausgewählt ist, gebildet;

    über dieser ersten Metallschicht wird eine zweite Schicht aus einem Metall, das aus der aus Mo, Co und Ni bestehenden Gruppe ausgewählt wird, gebildet;

    auf der zweiten Metallschicht wird ein Fotolackmuster gebildet;

    die resultierende Struktur wird in einem Ätzmittel geätzt, wobei die Metalle der ersten Schicht und der zweiten Schicht elektrochemisch interagieren, um die Seitenätzrate der zweiten Metallschicht gegenüber der Ätzrate beim Nichtvorhandensein der ersten Metallschicht zu erhöhen, wodurch eine Metallschichtstruktur mit schräg abfallenden Seitenwänden erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Schrägenwinkel der Seitenwände gesteuert wird durch Auswahl der Dicke der zweiten Schicht derart, dass der gewünschte Schrägwinkel erhalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Material der ersten Schicht Cr und das Material der zweiten Schicht Mo aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das Ätzmittel ein Cr-Ätzmittel aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem die Seitenätzrate der zweiten Schicht aus Mo beim Vorhandensein von Cr mindestens einhundertmal so groß ist wie die Ätzrate einer Schicht aus Mo in dem Cr-Ätzmittel beim Nichtvorhandensein von Cr.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Mo-Schicht eine Dicke von weniger als etwa 10 nm (100 Angstrom) aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Cr-Ätzmittel Cerammoniumnitrat aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die schräg verlaufenden Seitenwände einen Schrägwinkel A, haben, der durch Steuern der Konzentration des Cerammoniumnitrat gesteuert wird.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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