[发明专利]一种用于铜/钼（铌）/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。本发明的刻蚀液能够实现对金属源漏电极和半导体层IGZO膜层的同步刻蚀，可降低光罩使用数量、简化IGZO‑TFT制造工艺流程、提高企业生产效率、降低生产成本、确保产品品质，同时该蚀刻液的铜离子负载可达8000ppm，使用寿命更高。

技术领域

本发明属于金属表面化学处理领域，涉及一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用。

背景技术

薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)作为平板显示的核心组成部分，控制着显示面板的开关和颜色变化。TFT器件由多层叠加在一起的膜层组成，每一功能膜层都需要经过多道光罩工艺，每一道光罩工艺都要包括镀膜、光阻涂布、曝光、显影、刻蚀、光阻剥离等步骤，需要耗费大量成本。因此，光罩工艺的数量直接决定显示面板的生产成本。

传统基本的TFT制作过程中需要用到光罩工艺的膜层为栅极、有源层、源/漏电极(S/D)层、像素穿孔电极层、像素电极层。目前，si-TFT可以实现最少4道光罩的生产工艺，有源层、S/D层两个膜层共用一道半色调光罩(halftone mask，HTM)光罩，S/D膜层采用化学药液湿刻，Si膜层采用干刻。其具体步骤为，S/D上的阻层经HTM曝光、显影后，(i)用金属蚀刻液去除沟道外的S/D金属层，(ii)干刻工艺去除不需要的Si层，(iii)灰化去除沟道上方的光阻，(iiii)用金属蚀刻液去除沟道内的金属，(iiiii)光阻剥离。而IGZO-TFT最高阶工艺仍需5道光罩工艺，其生产成本仍旧居高不下，使企业面临巨大的成本压力。

IGZO与S/D金属膜层的化学性质具有较大差别，需要性质不同的蚀刻液分别蚀刻，目前并没有对S/D和IGZO同时具有良好蚀刻特性的蚀刻液，因此4mask-IGZO-TFT并没有实现量产。若能够糅合S/D金属蚀刻液和IGZO蚀刻液的共同特点，开发出一款蚀刻液，就可以实现4mask-IGZO-TFT工艺。4mask-IGZO-TFT工艺如下，S/D上的阻层经HTM曝光、显影后，(i)用蚀刻液去除沟道外的S/D金属层和IGZO层，(ii)灰化去除沟道上方的光阻，(iii)用S/D金属蚀刻液去除沟道内的金属，(iiii)光阻剥离。

因此，为了缩短IGZO-TFT的生产工艺、增加企业效益，亟需开发一种可以同时蚀刻IGZO活性层和S/D源漏电极的蚀刻液。另外，现有过氧化氢系蚀刻液为了更好地控制蚀刻方向和蚀刻速率、获得更好的配线形状，常常加入唑类缓蚀剂，如5-氨基四氮唑、3-氨基三氮唑等，但此类唑类缓蚀剂价格颇高(每公斤单价高达800～900元)，影响了企业的利润水平。

因此，在保证药液蚀刻特性和产品电学特性(甚至更佳)的基础上，降低药液的生产成本也是各药液生产商需要考虑的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种用于铜/钼(铌)/IGZO膜层的刻蚀液，所述蚀刻液包括主剂和添加剂，所述主剂和添加剂中金属缓蚀剂均为氨基咔唑类金属缓蚀剂。

在本发明中选用氨基咔唑类金属缓蚀剂作为主剂和添加剂中的金属缓蚀剂，一方面降低了产品成本，另一方面，该类缓蚀剂的加入能够获得良好的蚀刻形貌，对产品电学特性也没有影响。

为保障蚀刻速率，优选地，所述主剂和添加剂中还包括含氟离子型化合物。

优选地，所述主剂以其总质量为100％计，包括如下组分：