[发明专利]钛层或含钛层的蚀刻液组合物及蚀刻方法

说明书

本发明提供用于选择性蚀刻处理形成在氧化物半导体层的钛层或含钛层的钛或钛合金蚀刻液组合物以及使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。本发明的蚀刻液组合物如下：用于蚀刻氧化物半导体上的钛层或含钛层，包含含有铵离子的化合物、过氧化氢及碱性化合物，pH为7～11。

技术领域

本发明涉及用于选择性蚀刻处理形成在氧化物半导体层的钛层或含钛层的钛或含钛层蚀刻液组合物以及使用该蚀刻液组合物的蚀刻方法。

背景技术

通常，用于液晶显示装置的开关元件等的薄膜晶体管(Thin Film Transistor：以下，也称为“TFT”)具有玻璃等的基板上的栅电极、覆盖其的栅极绝缘膜、以及形成在该栅极绝缘膜上的一部分的半导体层，并且具有在该半导体层与上述栅极绝缘膜上都形成有源电极或漏电极的结构。这种结构称为Bottom Gate Top Contact型(以下，称之为BGTC型、反交错型)，是在将非晶硅用于半导体层的TFT中广泛使用的结构。由于可以改变使用非晶硅的TFT制造线或装置，因此在将氧化物半导体用于半导体层的TFT的制造中进行了最积极地研究。并且，栅电极位于上部的Top Gate Top Contact型(TGTC型、共面型)TFT也被常规使用。

作为源电极或漏电极的配线材料，使用铜或铝等。电极形成是通过配件材料的蚀刻来进行，但最近，为了保护配线材料及提高与栅极绝缘膜的粘附性、防止迁移，将钛或钛合金与配线材料作为叠层膜来成膜后进行蚀刻。

至于TFT，目前为止，考虑到半导体层的材料面，广泛使用了使用多晶硅的TFT及使用非晶硅的TFT。然而，近年来，将IGZO(由铟、镓、锌构成的氧化物)等的氧化物半导体用于半导体层的TFT备受关注。

与现有TFT相比，使用氧化物半导体的TFT具有电子迁移率高、且可降低功耗等的优异的特性。然而，与多晶硅及非晶硅相比，氧化物半导体不能被选作蚀刻时蚀刻对象的电极材料，因此难以加工。

在BGTC型TFT中，关于电极形成方法，可分为蚀刻终止层(ESL)型(图1)及反向通道蚀刻(BCE)型(图2)。蚀刻终止层型通过在半导体层与电极之间追加称为蚀刻终止层的层来形成，由此可防止因蚀刻而损坏半导体层，但是该工序变得复杂且成本高。另一方面，反向通道蚀刻型虽然是不形成蚀刻终止层的方法，但由于可损坏氧化物半导体，因而蚀刻方法受限。

通常，钛或钛合金的蚀刻通过干蚀刻或湿蚀刻来进行，干蚀刻的设备成本费用高，如果不是蚀刻终止层型则无法避免对半导体层的损坏。另一方面，湿蚀刻可以抑制成本且大规模生产。

然而，由于钛或钛合金基底的氧化物半导体容易因蚀刻而损坏，因此，目前，在氧化物半导体层上的电极形成几乎都使用蚀刻终止层型来进行。在专利文献1中，作为IGZO上的铜的蚀刻液，记载了包含过氧化氢、不含氟的酸、膦酸类化合物的蚀刻液，然而完全没有研究钛的蚀刻。并且，在专利文献2中，作为IGZO上的铜的蚀刻液，记载了包含过氧化氢、酸、氟离子供应源、亚甲基磺酸化合物、过氧化氢稳定剂的蚀刻液，虽然研究了钛的蚀刻，但该蚀刻液是pH为5以下的酸性蚀刻液。

另一方面，以往，作为钛、含钛金属化合物或钛合金的蚀刻液，已知包含氟离子的酸性蚀刻液及包含过氧化氢的蚀刻液。

作为包含过氧化氢的钛或钛合金的蚀刻液包括包含过氧化氢、有机胺类碱性化合物及水溶性有机溶剂的蚀刻液(专利文献3)、包含过氧化氢、螯合剂及氨或无机酸盐的蚀刻液(专利文献4)、包含过氧化氢、有机酸盐及水的蚀刻液(专利文献5)、包含过氧化氢、氨化合物及表面均质剂的蚀刻液(专利文献6)、包含过氧化氢、含氮膦酸类螯合剂、碱金属氢氧化物及有机酸的蚀刻液(专利文献7)、包含过氧化氢、含羟基的膦酸、碱性化合物及来自无机酸的阴离子物种的蚀刻液(专利文献8)、包含过氧化氢、碱金属硅酸盐或双膦酸盐、以及碱性化合物的蚀刻液(专利文献9)、包含过氧化氢、含羟基的膦酸、碱性化合物、阴离子物种及铜防腐蚀剂的蚀刻液(专利文献10)、以及包含过氧化氢、磷酸、膦酸及氨的蚀刻液(专利文献11)。