[发明专利]制造显示设备的方法和蚀刻溶液组合物

说明书

相关申请

本申请要求2011年9月9日向韩国知识产权局递交的第10-2011-0091917号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的全文公开内容以引用方式并入本文。 

技术领域

本发明涉及一种使用用于同时蚀刻基于铜的金属层（“铜金属层”）和由金属氧化物层组成的氧化物半导体层的蚀刻溶液组合物制造显示设备的方法，以及用于该方法的用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物。 

背景技术

驱动任一半导体器件和平板显示器件的代表性的电子电路为薄膜晶体管（TFT）。制造TFT的常规过程通常通过以下提供：在基板上形成金属薄膜作为用于栅极和数据的布线材料，在金属薄膜的选定区域上布置光致抗蚀剂，以及用该光致抗蚀剂作为掩膜蚀刻该金属薄膜。 

尽管具有期望图案的单一的掩膜通常用来蚀刻一个金属层，然而近来通常仅使用一层掩膜蚀刻至少两个金属层或更多个金属层以便使价格相对较高的掩膜的使用最小化同时简化工艺。然而，即使使用单一的掩膜，如果该掩膜被应用到待蚀刻的具有不同性质的金属层，这些层经受用于金属层的不同的蚀刻模式，从而导致在减少步骤数量上有很大的困难。 

用于栅极和数据的布线材料通常为仅含有铜或铜合金以及具有优异的界面粘结性的附加金属氧化物层的金属薄膜，其中铜具有良好的导电性和低电阻。就这一点而言，由于两种金属层的性质不同，因此通过单一的蚀刻过程难以充分蚀刻这些金属层。 

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种制造显示设备的方法，该方法在制造过程中确保增大生产率和可靠性。 

本发明的另一目的是提供一种用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物，该蚀刻溶液组合物用于如上文所述的制造显示设备的方法。 

为了实现上述目的，本发明提供了以下内容。 

（1）一种制造显示设备的方法，该方法包括：在基板上形成包括栅极线和栅极电极的栅极图案；在其上形成有栅极图案的基板上提供氧化物半导体层，其中所述半导体层包括金属氧化物层；在氧化物半导体层上提供数据金属层，其中所述数据金属层包括铜金属层；通过利用蚀刻溶液组合物同时且完全地蚀刻数据金属层和氧化物半导体层来使数据金属层和氧化物半导体层形成图案，以便形成包括半导体图案、数据线、源电极和漏电极的源图案；以及提供电连接到所述漏电极的像素电极，其中所述蚀刻溶液组合物包括：重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；重量百分比为1%至10%的无机酸；重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；重量百分比为0.1%至10%的有机酸、该有机酸的盐或二者的混合物；和形成所述组合物的余量的水。 

（2）根据上文（1）的组合物，所述铜金属层为：单一的铜层，该单一的铜层含有选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；铜合金层，该铜合金层含有选自铝、镁、钙、钛、银、铬、锰、铁、锆、铌、钼、钯、铪、钽和钨中的至少一种和选自铜、铜氮化物和铜氧化物中的至少一种；或所述单一的铜层和所述铜合金层的叠层。 

（3）根据上文（2）的组合物，该铜合金层为含有铜和锰的膜。 

（4）根据上文（1）的组合物，所述金属氧化物层含有选自锌、锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、铟、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩（rutherfordium）中的至少两种。 

（5）根据上文（4）的组合物，所述金属氧化物层为三组分的膜，该三组分的膜含有选自锡、镉、镓、铝、铍、镁、钙、锶、钡、镭、铊、钪、钇、镧、锕、钛、锆、铪、钽和鈩中的至少一种以及铟和锌。 

（6）根据上文（1）的组合物，所述数据金属层包括铜合金层和在铜合金层上提供的单一的铜层。 

（7）根据上文（1）的组合物，所述数据金属层包括铜合金层、布置在铜合金层上的单一铜层和布置在该单一铜层上的另一铜合金层。 

（8）一种用于铜金属层/金属氧化物层的蚀刻溶液组合物，包括：重量百分比为0.5%至20%的过硫酸盐；重量百分比为0.01%至2%的氟化合物；重量百分比为1%至10%的无机酸；重量百分比为0.5%至5%的环胺化合物；重量百分比为0.001%至5%的氯化合物；重量百分比为0.1%至10%的有机酸、有机酸的盐或二者的混合物；以及构成所述组合物的余量的水。 

（9）根据上文（8）的组合物，所述过硫酸盐为选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的至少一种。