專利名稱：顯示裝置及制造該顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置及制造該顯示裝置的方法。更具體地，本發(fā)明的各示例性實(shí) 施例涉及通過在光刻工藝中利用蝕刻劑組合物來同時(shí)蝕刻銅合金和氧化物半導(dǎo)體而制造 的顯示裝置，以及制造該顯示裝置的方法。
背景技術(shù)：
通常，液晶顯示器(LCD)面板包括顯示基板、面對(duì)該顯示基板的相對(duì)基板、以及介 于該顯示基板和該相對(duì)基板之間的液晶層。該顯示基板包括開關(guān)元件和像素電極。向液晶 層施加電壓來控制光透過液晶層的透射率，從而顯示圖像。
顯示基板包括多個(gè)薄膜層圖案，這些圖案通過利用光刻工藝圖案化形成在絕緣基 板上的薄膜層而形成。例如，在薄膜層上形成光刻膠圖案，然后利用光刻膠圖案作為掩模對(duì) 薄膜層進(jìn)行蝕刻，從而形成薄膜層圖案。根據(jù)薄膜層的性質(zhì)可通過濕法蝕刻工藝或干法蝕 刻工藝對(duì)薄膜層進(jìn)行蝕刻。例如，當(dāng)薄膜層包含金屬時(shí)，可以利用蝕刻溶液通過濕法蝕刻工 藝對(duì)薄膜層進(jìn)行蝕刻。當(dāng)薄膜層是包含二氧化硅等的絕緣層時(shí)，可以利用蝕刻氣體通過干 法蝕刻工藝對(duì)薄膜層進(jìn)行蝕刻。
為了形成薄膜層圖案，使用具有對(duì)應(yīng)于薄膜層圖案的設(shè)計(jì)的掩模。近來，正在開發(fā) 多種方法，這些方法允許利用一個(gè)掩模來形成具有不同形狀的薄膜層圖案。利用單一掩模 可以簡化制造工藝，且可以減少形成薄膜層圖案所需的昂貴的掩模的數(shù)量。然而，當(dāng)薄膜層 的化學(xué)性質(zhì)彼此不同時(shí)，需要分別利用各自的蝕刻工藝對(duì)這些薄膜層進(jìn)行蝕刻。從而，在這 樣的情形中難以減少工藝或掩模的數(shù)量。
銅具有高導(dǎo)電性，且銅是豐富的自然資源。與鋁、鉻等相比，銅可以形成低電阻線 路。然而，當(dāng)在銅層下面形成的下層包含氧原子時(shí)，會(huì)減弱銅層與該下層之間的粘合，因此 在實(shí)際中采用銅層可能是困難的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種具有提高產(chǎn)量和可靠性的顯示裝置。
在另一方面中，本發(fā)明還提供了一種制造上述顯示裝置的方法。
一種顯示裝置設(shè)置成包括柵極圖案、半導(dǎo)體圖案、源極圖案以及像素電極。柵極圖 案形成在底基板上并包括柵極線和柵電極。半導(dǎo)體圖案形成在具有柵極圖案的底基板上且 包括氧化物半導(dǎo)體。源極圖案由數(shù)據(jù)金屬層形成并形成在具有半導(dǎo)體圖案的底基板上，且 包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。數(shù)據(jù)金屬層包括第一銅合金層，并且數(shù)據(jù)金屬層的下表面與 半導(dǎo)體圖案的上表面基本重合(coincide)。像素電極形成在具有源極圖案的底基板上且電 連接至漏電極。
另一方面，在底基板上形成柵極圖案。該柵極圖案包括柵極線和柵電極。通過使 數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層圖案化來形成半導(dǎo)體圖案和包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極的 源極圖案，其中數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層形成在具有柵極圖案的底基板上，數(shù)據(jù)金屬層包括第一銅合金層，氧化物半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體。電連接至漏電極的像素電極形成在具有源極圖案的底基板上。
第一銅合金層可以包括銅和錳。
數(shù)據(jù)金屬層可以進(jìn)一步包括形成在第一銅合金層上的銅層。
數(shù)據(jù)金屬層可以進(jìn)一步包括形成在第一銅合金層上的銅層以及形成在銅層上的 第二銅合金層。
蝕刻劑組合物包含按重量計(jì)(by weight)約0. 到約50%的過硫酸鹽、按重量 計(jì)約0. 01%到約5%的唑化合物(azole compound)、按重量計(jì)約0. 05%到約0. 25%的氟化 合物、和約45%到約99. 84%的溶劑。更典型地，該蝕刻劑組合物包含按重量計(jì)約0. 到 約0.2%的氟化合物。
使用能夠蝕刻銅-錳層和氧化物半導(dǎo)體層兩者的蝕刻劑組合物。從而，可以簡化 制造工藝。此外，該蝕刻劑組合物不形成氧化物半導(dǎo)體層的切口。因此，可以改善薄膜晶體 管和顯示裝置的可靠性。


在參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的上述以及其他特征和優(yōu) 點(diǎn)變得更加顯而易見，附圖中
圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的顯示裝置的平面圖2是沿圖1的線1-1’截取的截面圖3、圖4和圖5是示出制造圖2所示的顯示裝置的方法的截面圖6是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的顯示裝置的截面圖7是示出根據(jù)又一示例性實(shí)施例的顯示裝置的截面圖8是示出根據(jù)又一示例性實(shí)施例的顯示裝置的平面圖9沿圖8的線11-11’截取的截面圖10、圖11和圖12是示出制造圖9所示的顯示裝置的方法的截面圖13是示意性截面圖，其示出了被根據(jù)實(shí)例1、實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例3和 對(duì)比實(shí)例4的蝕刻劑組合物30%過蝕刻的氧化物半導(dǎo)體層、銅合金層和銅層的蝕刻表面；
圖14是示意性截面圖，其示出了被根據(jù)實(shí)例1、實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例3和 對(duì)比實(shí)例4的蝕刻劑組合物60%過蝕刻的氧化物半導(dǎo)體層、銅合金層和銅層的蝕刻表面； 以及
圖15是示意性截面圖，其示出了被根據(jù)實(shí)例1、實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例3和 對(duì)比實(shí)例4的蝕刻劑組合物90%過蝕刻的氧化物半導(dǎo)體層、銅合金層和銅層的蝕刻表面。
具體實(shí)施方式
下文中將參照示出示例性實(shí)施例的附圖來更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可 以以多種不同的方式實(shí)現(xiàn)，且不應(yīng)該被理解為限于本文中闡述的示例性實(shí)施例。相反，提供 這些示例性實(shí)施例為了使本公開更加透徹和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的 范圍。附圖中，為了清晰，層和區(qū)域的尺寸以及相對(duì)尺寸可以被放大。
應(yīng)該理解，當(dāng)將元件或?qū)臃Q作位于另一個(gè)元件或?qū)印吧稀被颉斑B接至”另一個(gè)元件5或?qū)訒r(shí)，其可以直接位于另一個(gè)元件或?qū)由匣蛑苯舆B接至另一個(gè)元件或?qū)?，或可以存在?間元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱作直接位于另一個(gè)元件或?qū)印吧稀被颉爸苯舆B接至”另一個(gè) 元件或?qū)訒r(shí)，就不存在中間元件或?qū)?。通篇中，相同的參考?biāo)號(hào)表示相同的元件。如本文中 使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任一或所有組合。
應(yīng)該理解，盡管術(shù)語第一、第二、第三等可以在本文中被用于描述各種元件、部件、 區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該被這些術(shù)語所限制。這 些術(shù)語僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或部分區(qū)別 開。從而，在不背離本發(fā)明的教導(dǎo)的條件下，下面所述的第一元件、部件、區(qū)域、層和/或部 分可以稱作第二元件、部件、區(qū)域、層和/或部分。
諸如“下方”、“上方”等的空間關(guān)系術(shù)語，在本文中可以用來使說明書易于描述附 圖中示出的一個(gè)元件或特征與另一個(gè)(多個(gè))元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解，這些空間關(guān)系 術(shù)語旨在包括使用中或操作中的除了附圖所示方位以外的不同方位。例如，如果將圖中的 裝置翻轉(zhuǎn)，被描述為在其它元件或特征“下方”的元件則將被定向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧?方”。因此，示例性術(shù)語“下方”可以包括“上方”和“下方”兩個(gè)方位。該裝置還可以其他方 向(旋轉(zhuǎn)90度或以其它方向)進(jìn)行定向，并且本文中使用的空間關(guān)系描述語可以被相應(yīng)地 解釋。
本文中使用的術(shù)語僅用于描述特定示例性實(shí)施例的用途，并且不用于限制本發(fā) 明。如本文中使用的，單數(shù)形式“一(a)”、“一個(gè)(an)”和“該(the) ”旨在同樣包括復(fù)數(shù)形 式，除非上下文清楚地另行指出。還應(yīng)該理解，當(dāng)在該說明書中使用術(shù)語“包括”和/或“包 含”時(shí)，表明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件、和/或部件，但是不排出存在或附加有其 它的一個(gè)或多個(gè)特征、整體、步驟、操作、元件、部件、和/或它們組成的組。
在本文中參照截面示圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行描述，該截面示圖是理想化示例性實(shí) 施例(以及中間結(jié)構(gòu))的示意性圖示。這樣，因?yàn)槔缰圃旒夹g(shù)和/或容差的原因，圖示的 形狀預(yù)期會(huì)有各種變化。從而，示例性實(shí)施例不應(yīng)被理解為限于本文中所示區(qū)域的特定形 狀，而是包括例如由制造造成的形狀的偏差。
例如，被示為矩形的注入?yún)^(qū)將典型地在其邊緣處具有圓或彎曲特征和/或注入濃 度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。同樣，通過注入形成的掩埋區(qū)可能導(dǎo)致 在掩埋區(qū)和進(jìn)行注入的表面之間的區(qū)域中也進(jìn)行了一些注入。從而，附圖中所示的區(qū)域本 質(zhì)上是示意性的，并且它們的形狀不旨在示出裝置的區(qū)域的精確的實(shí)際形狀，并且不旨在 限制本發(fā)明的范圍。
除非另外定義，否則本文中使用的所有的術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本 發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員的通常理解相同的含義。應(yīng)該進(jìn)一步理解，諸如通常使用的字典中 所定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域背景下的含義相一致的含義，并且不 應(yīng)被解釋為理想化或過于正式的含義，除非在本文中如此明確定義了。
本文中描述的所有方法都可以合適的順序執(zhí)行，除非本文中另外指出，或除非清 楚地與上下文矛盾。任何及所有示例或示例性語言(例如“諸如”)的使用都僅用于更好地 示出示例性實(shí)施例，并不對(duì)本發(fā)明的范圍施加限制，除非另有要求。在本文中，說明書中的 任何語言都不應(yīng)該被解釋為將任何未要求保護(hù)的元件指示為實(shí)踐本文中的發(fā)明所必須的。
下文中，將參照附圖更加詳細(xì)地解釋實(shí)施例。
飩刻劑組合物
由轉(zhuǎn)讓給三星電子和Dongjin kmichem的韓國專利申請(qǐng)10-2007-0104166 (公開 號(hào)10-2008-0084539)來描述用于蝕刻銅層的蝕刻劑組合物的實(shí)例，該專利申請(qǐng)整體內(nèi)容 通過引證并入本文。該申請(qǐng)中描述的蝕刻劑組合物包含按重量計(jì)約0. 到約50%的過硫 酸鹽、按重量計(jì)約0. 01%到約5%的唑化合物、按重量計(jì)約0. 01%到約10%的氟化合物以 及余量的溶劑。該申請(qǐng)中描述的蝕刻劑組合物可以蝕刻銅層或銅/鈦雙層，然而，該申請(qǐng)中 描述的蝕刻劑組合物不能在同一步驟中同時(shí)蝕刻銅合金層和氧化物半導(dǎo)體層兩者。
根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，在同一步驟中同時(shí)蝕刻銅合金層和氧化物半導(dǎo)體層兩 者的蝕刻劑組合物包含按重量計(jì)約0. 到約50%的過硫酸鹽、按重量計(jì)約0. 01%到約 5%的唑化合物、按重量計(jì)約0. 05%到約0. 25%的氟化合物、以及按重量計(jì)約45%到約 99. 84%的溶劑。
過硫酸鹽可以是用于蝕刻銅合金層的蝕刻劑組合物的主要成分。過硫酸鹽的實(shí)例 可以包括例如過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸氫鉀制劑等。這些過硫酸鹽可以在蝕 刻劑組合物中單獨(dú)使用或組合使用。當(dāng)過硫酸鹽的含量按重量計(jì)小于約0. 時(shí)，不能充分 蝕刻銅合金層。當(dāng)過硫酸鹽的含量按重量計(jì)大于約50%時(shí)，會(huì)對(duì)銅合金層過蝕刻。因此，過 硫酸鹽的含量可以為按重量計(jì)約0. 至50%，以及更典型地為按重量計(jì)約至約10%。
蝕刻劑組合物的唑化合物可以減少由過硫酸鹽過蝕刻銅合金層而可能導(dǎo)致的底 切(undercut，CD)損耗。唑化合物的實(shí)例可以包括苯并三唑、氨基四唑(aminotetrazole)、 咪唑、吡唑等。這些可以在蝕刻劑組合物中單獨(dú)使用或組合使用。當(dāng)唑化合物的含量按重 量計(jì)小于約0.01%時(shí)，幾乎難以控制銅合金層的過蝕刻。另一方面，當(dāng)唑化合物的含量按重 量計(jì)大于約5%時(shí)，會(huì)過多地降低銅合金層的蝕刻率。因此，唑化合物的含量可以為按重量 計(jì)約0.01%至5%，且更典型地為按重量計(jì)約0. 至約1%。
蝕刻劑組合物的氟化合物可以增加銅合金層的蝕刻率，并可以是用于蝕刻氧化物 半導(dǎo)體層的主要成分。氟化合物的實(shí)例可以包括例如氫氟酸、氟化銨、氟化氫銨、氟化鉀、氟 化鈉等。這些可以在蝕刻劑組合物中單獨(dú)或組合使用。當(dāng)氟化合物的含量按重量計(jì)小于 約0. 05%時(shí)，氧化物半導(dǎo)體層幾乎不能被蝕刻。另一方面，當(dāng)氟化合物的含量按重量計(jì)大 于約0. 25%時(shí)，氧化物半導(dǎo)體層會(huì)被過蝕刻，從而引起氧化物半導(dǎo)體層與基板分離。因此， 氟化合物的含量可以為按重量計(jì)約0. 05%至0. 25%，且更典型地為按重量計(jì)約0. 至約 0. 2%。
蝕刻劑組合物中的溶劑的實(shí)例可以包括例如蒸餾水。溶劑的含量可以為按重量計(jì) 約 45%至 99. 84%。
蝕刻劑組合物可以進(jìn)一步包括添加劑。該添加劑可以包括包含硝酸和/或硝酸 鹽的第一化合物、包含硫酸和/或硫酸鹽的第二化合物、包含磷酸和/或磷酸鹽的第三化合 物、或包含醋酸和/或醋酸鹽的第四化合物。當(dāng)包含過硫酸鹽、唑化合物、氟化合物和溶劑 的蝕刻劑組合物的重量被定義為100份時(shí)，添加劑的含量可以為按重量計(jì)約0. 01份至按重 量計(jì)約40份。當(dāng)添加劑的含量按重量計(jì)小于約0. 01份時(shí)，添加劑幾乎不能改善蝕刻劑組 合物的特性。另一方面，當(dāng)添加劑的含量按重量計(jì)大于約40份時(shí)，可能劣化銅合金層和氧 化物半導(dǎo)體層的蝕刻可靠性。
可以用于添加劑的第一化合物在蝕刻劑組合物中產(chǎn)生硝酸離子(N03_)。第一化合物的實(shí)例可以包括硝酸、硝酸鐵(Fe(NO3)3)、硝酸鉀、硝酸銨、硝酸鋰等。當(dāng)包含過硫酸鹽、 唑化合物、氟化合物和溶劑的蝕刻劑組合物的重量被定義為100份時(shí)，第一化合物的含量 可以為按重量計(jì)約0. 01份至約10份。
可以用于添加劑的第二化合物在蝕刻劑組合物中產(chǎn)生硫酸離子(SO/—)或硫 酸氫離子(HS04_)。第二化合物的實(shí)例可以包括硫酸(H2SO4)、硫酸鉀(K2SO4)、硫酸氫銨 (NH4HSO4)、硫酸氫鉀(KHSO4)等。當(dāng)包含過硫酸鹽、唑化合物、氟化合物和溶劑的蝕刻劑組 合物的重量被定義為100份時(shí)，第二化合物的含量可以為按重量計(jì)約0. 01份至約10份。
可以用于添加劑的第三化合物在蝕刻劑組合物中產(chǎn)生磷酸離子(P043_)、磷酸氫離 子(HPO42-)或磷酸二氫離子(H2PO4-)。第三化合物的實(shí)例可以包括磷酸、磷酸銨((NH4)3PO4)、 磷酸氫銨((NH4)2HPO4),磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、磷酸鉀(K3PO4)、磷酸氫鉀(K2HPO4)、磷酸二 氫鉀(KH2PO4)、磷酸鈉(Na3PO4)、磷酸氫鈉(Na2HPO4)、磷酸二氫鈉(NaH2PO4)等。當(dāng)包含過硫 酸鹽、唑化合物、氟化合物和溶劑的蝕刻劑組合物的重量被定義為100份時(shí)，第三化合物的 含量可以為按重量計(jì)約0. 01份至約10份。
可以用于添加劑的第四化合物在蝕刻劑組合物中產(chǎn)生醋酸離子(CH3C00_)。第四 化合物的實(shí)例可以包括醋酸、醋酸鉀、醋酸銨、醋酸鈉、亞氨基二乙酸(HN(CH2COOH)2)等。當(dāng) 包含過硫酸鹽、唑化合物、氟化合物和溶劑的蝕刻劑組合物的重量被定義為100份時(shí)，第四 化合物的含量可以為按重量計(jì)約0. 01份至約10份。
蝕刻劑組合物可以進(jìn)一步包括添加至過硫酸鹽、唑化合物和氟化合物中的磺酸基 化合物或螯合劑。
磺酸基化合物可以阻止過硫酸鹽的分解。磺酸基化合物的實(shí)例可以包括苯磺酸、 對(duì)甲苯磺酸、甲磺酸、氨基磺酸等。當(dāng)包含過硫酸鹽、唑化合物、氟化合物和溶劑的蝕刻劑 組合物的重量被定義為100份時(shí)，磺酸基化合物的含量可以為按重量計(jì)約0. 001份至約10 份。
螯合劑與蝕刻劑組合物蝕刻銅合金層時(shí)產(chǎn)生的銅離子結(jié)合，來防止銅離子影響蝕 刻劑組合物的蝕刻率。螯合劑的實(shí)例可以包括一系列磷化合物、一系列硫化合物、一系列醋 酸化合物等。當(dāng)包含過硫酸鹽、唑化合物、氟化合物和溶劑的蝕刻劑組合物的重量被定義為 100份時(shí)，螯合劑的含量可以為按重量計(jì)約0. 0001份至約5份。
顯示裝置
圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的顯示裝置的平面圖。
圖2是沿圖1的線1-1’截取的截面圖。
參照?qǐng)D1和圖2，顯示裝置100包括柵極線GL、與柵極線GL交叉的數(shù)據(jù)線DL、薄膜 晶體管SW和像素電極170。顯示裝置100可以進(jìn)一步包括柵極絕緣層120和鈍化層160。
薄膜晶體管SW電連接至柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL。薄膜晶體管SW包括連接至柵極 線GL的柵電極GE、連接至數(shù)據(jù)線DL的源電極SE、與源電極SE隔開的漏電極DE、半導(dǎo)體圖 案 132 和蝕刻阻止層(etching-stopper) ES。
包括柵電極GE和柵極線GL的柵極圖案形成在底基板110上。柵極絕緣層120形 成在具有柵極圖案的底基板110上。
半導(dǎo)體圖案132形成在具有柵極絕緣層120的底基板110上，并位于源極圖案的 下面。源極圖案包括源電極SE、漏電極DE和數(shù)據(jù)線DL。半導(dǎo)體圖案132包括氧化物半導(dǎo)體。蝕刻阻止層ES形成在半導(dǎo)體圖案132的形成有柵電極GE的區(qū)域上，使得蝕刻阻止層 ES與柵電極GE的一部分交疊。源電極SE和漏電極DE形成在具有蝕刻阻止層ES的底基板 110上，使得源電極SE的端部和漏電極DE的端部與蝕刻阻止層ES的端部交疊。數(shù)據(jù)線DL 形成在具有半導(dǎo)體圖案132的底基板110上。
如下詳細(xì)描述的，半導(dǎo)體圖案132由氧化物半導(dǎo)體層形成，且源極圖案由數(shù)據(jù)金 屬層形成，并且半導(dǎo)體圖案132和源極圖案利用上述蝕刻劑組合物在同一步驟中被圖案 化。從而，半導(dǎo)體圖案的上表面與源極圖案的下表面基本重合。優(yōu)選的，半導(dǎo)體圖案的底切 可以小于約20nm，半導(dǎo)體圖案的底切被定義為半導(dǎo)體圖案的從該半導(dǎo)體圖案下表面突出的 下部的沿橫向方向的長度。
鈍化層160形成在具有源極圖案的底基板110上。像素電極170形成在具有鈍化 層160的底基板110上，并電連接至漏電極DE，從而使像素電極170電連接至薄膜晶體管 SW。
制造顯示裝置的方法
圖3、圖4和圖5是示出制造圖2所示的顯示裝置的方法的截面圖。
參照?qǐng)D3，在底基板110上形成包括柵極線GL和柵電極GE的柵極圖案，并且在具 有柵極圖案的底基板110上形成柵極絕緣層120。
為了形成柵極圖案，例如，將柵極金屬層形成在底基板110上，然后通過光刻工藝 對(duì)柵極金屬層進(jìn)行圖案化。柵極金屬層可以包括例如銅。
參照?qǐng)D4，在具有柵極絕緣層的底基板110上順序形成氧化物半導(dǎo)體層130、蝕刻 阻止層ES以及數(shù)據(jù)金屬層140。
氧化物半導(dǎo)體層130包括X-銦鋅氧化物(indium zinc oxideXIZO)。X可以表示 Sn、Ga、Al、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Tl、Sc、Y、La、Ac、Ti、Zr、Hf 或 Rf。XIZO 的具體實(shí)例可以 包括GEi2O3-In2O3-ZnO(GIZO)、HfO2-In2O3-ZnO等。半導(dǎo)體層130的厚度可以為約300 A至 約500 A。
蝕刻阻止層ES形成在具有氧化物半導(dǎo)體層130的底基板110上。為了形成蝕刻阻 止層ES，例如，在具有氧化物半導(dǎo)體層130的底基板110上形成絕緣層(未示出)，然后通 過光刻工藝對(duì)絕緣層進(jìn)行圖案化。絕緣層可以包括二氧化硅、氮化硅等。部分地去除絕緣 層，以便保留絕緣層的設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體層130區(qū)域上的那部分以形成蝕刻阻止層ES。 因此，蝕刻阻止層ES形成在氧化物半導(dǎo)體層130的一區(qū)域上，在該區(qū)域中柵電極GE與氧化 物半導(dǎo)體層130交疊。
數(shù)據(jù)金屬層140形成在具有蝕刻阻止層ES的底基板110上。數(shù)據(jù)金屬層140包 括銅合金，例如，銅錳合金。數(shù)據(jù)金屬層140實(shí)際上可以是包括銅合金的單獨(dú)層。數(shù)據(jù)金屬 層140對(duì)氧化物半導(dǎo)體層130具有較強(qiáng)的界面粘合力。從而，數(shù)據(jù)金屬層140可以穩(wěn)定形 成在氧化物半導(dǎo)體層130上。數(shù)據(jù)金屬層140的厚度可以為約2,000人到約4,000 A。
參照?qǐng)D5，在具有數(shù)據(jù)金屬層140的底基板110上形成光刻膠圖案152。光刻膠圖 案152形成在源極區(qū)10、漏極區(qū)20以及源極線區(qū)30上，以便露出形成在溝道區(qū)40上的數(shù) 據(jù)金屬層140。
此后，利用光刻膠圖案152作為蝕刻掩模以及利用蝕刻劑組合物在同一步驟中對(duì) 數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130進(jìn)行蝕刻。
用于通過光刻膠圖案152對(duì)數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130兩者進(jìn)行蝕刻 的蝕刻劑組合物與上述蝕刻劑組合物基本相同。從而，將省略對(duì)蝕刻劑組合物的重復(fù)說明。
蝕刻劑組合物對(duì)數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130兩者進(jìn)行蝕刻。從而，源 電極SE和漏電極DE分別形成在源極區(qū)10和漏極區(qū)20上，且數(shù)據(jù)線DL形成在源極線區(qū)30 上。半導(dǎo)體圖案132形成在包括源電極SE、漏電極DE和數(shù)據(jù)線DL的源極圖案下面。溝道 區(qū)40上的數(shù)據(jù)金屬層140通過光刻膠圖案152露出，從而通過蝕刻劑組合物去除溝道區(qū)40 上的數(shù)據(jù)金屬層140。形成在溝道區(qū)40上的半導(dǎo)體圖案132受到蝕刻阻止層ES的保護(hù)。 因此，形成在溝道區(qū)40上的半導(dǎo)體圖案132未被蝕刻劑組合物去除，且可以保留。
然后，通過剝離組合物去除光刻膠圖案152。從而，在底基板110上形成了包括柵 電極GE、半導(dǎo)體圖案132、蝕刻阻止層ES、源電極SE和漏電極DE的薄膜晶體管SW。
此后，在具有源極圖案的底基板110上形成鈍化層160(圖2、。對(duì)鈍化層160進(jìn) 行圖案化，以形成露出漏電極DE端部的接觸孔。在具有包括接觸孔的鈍化層160的底基板 110上形成透明電極層，并對(duì)該透明電極層進(jìn)行圖案化，以形成通過接觸孔電連接至漏電極 DE的像素電極170(圖2)。
從而，形成了根據(jù)示例性實(shí)施例的顯示裝置100。
根據(jù)示例性實(shí)施例，可以利用能夠蝕刻銅合金和氧化物半導(dǎo)體兩者的蝕刻劑組合 物并且利用單個(gè)掩模在同一步驟中對(duì)包括銅合金的數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130 進(jìn)行蝕刻。使用蝕刻劑組合物并利用單個(gè)掩模在同一單個(gè)步驟中對(duì)包括銅合金的數(shù)據(jù)金屬 層140和氧化物半導(dǎo)體層130進(jìn)行蝕刻可以簡化顯示裝置的制造工藝。蝕刻這兩個(gè)層不需 要一個(gè)以上的掩模。
此外，由于蝕刻劑組合物幾乎不能滲透到氧化物半導(dǎo)體層130下面的下層中，因 此在氧化物半導(dǎo)體層130的下面不形成底切。因此，可以防止半導(dǎo)體圖案132與下層的分離 (有時(shí)稱為“剝離”的問題)，并且可以提高薄膜晶體管SW和顯示裝置100的制造可靠性。
顯示裝置
圖6是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的顯示裝置的截面圖。
除了源極圖案的結(jié)構(gòu)以外，圖6所示的顯示裝置102與圖1和圖2所示的顯示裝 置100基本相同。從而，將省略重復(fù)的描述。
參照?qǐng)D6，包括數(shù)據(jù)線DL、源電極SE和漏電極DE的源極圖案具有雙層結(jié)構(gòu)，該雙 層結(jié)構(gòu)包括第一銅合金層142和銅層144。例如，通過光刻工藝形成并圖案化包括第一銅合 金層142和銅層144的數(shù)據(jù)金屬層140，以形成源極圖案。
數(shù)據(jù)金屬層140的銅層144大體用作信號(hào)線。第一銅合金層142設(shè)置在氧化物 半導(dǎo)體層130和銅層144之間，以提高氧化物半導(dǎo)體層130和銅層144的粘合力。第一銅 合金層142的厚度可以為約300A到約500 A。銅層144的厚度可以為約2,000 A到約 4,000 A0
利用蝕刻劑組合物在同一步驟中將數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130(圖4 所示)一起進(jìn)行蝕刻，以形成源極圖案和半導(dǎo)體圖案132。
制造顯示裝置的方法
制造圖6中所示的顯示裝置102的方法與制造圖3至圖5所示的顯示裝置100的 方法基本相同，不同之處在于，銅層144是在形成第一銅合金層142之后形成的。從而，省10略重復(fù)的描述。如上所述，利用蝕刻劑組合物在同一步驟中將第一銅合金層142和銅層144兩者 與氧化物半導(dǎo)體層130 —起進(jìn)行蝕刻。在該蝕刻步驟中使用的蝕刻劑組合物與參照?qǐng)D5描 述的蝕刻劑組合物基本相同。顯示裝置圖7是示出根據(jù)又一示例性實(shí)施例的顯示裝置的截面圖。除了源極圖案的結(jié)構(gòu)以外，圖7所示的顯示裝置104與圖1和圖2所示的顯示裝 置100基本相同。從而，將省略重復(fù)的描述。參照?qǐng)D7，包括數(shù)據(jù)線DL、源電極SE和漏電極DE的源極圖案具有三層結(jié)構(gòu)，該三 層結(jié)構(gòu)包括第一銅合金層142、銅層144和第二銅合金層146。第二銅合金層146可以包 括與第一銅合金層142相同的材料。第二銅合金層146形成在銅層144上，用于防止銅層 144在后續(xù)的步驟中被蝕刻劑組合物、蝕刻氣體等損壞。第二銅合金層146的厚度可以為約 300 A到約500 A。例如，通過光刻工藝形成并圖案化包括第一銅合金層142、銅層144和第二銅合金 層146的數(shù)據(jù)金屬層140，以形成源極圖案。利用蝕刻劑組合物在同一步驟中將數(shù)據(jù)金屬層 140與氧化物半導(dǎo)體層130 (圖4所示)一起蝕刻，以形成源極圖案和半導(dǎo)體圖案132。制造顯示裝置的方法制造圖7中所示的顯示裝置104的方法與制造圖6所示的顯示裝置102的方法基 本相同，不同之處在于，第二銅合金層146是在形成了銅層144之后形成的。從而，省略重 復(fù)的描述。利用蝕刻劑組合物在同一步驟中將第一銅合金層142、銅層144和第二銅合金層 146與氧化物半導(dǎo)體層130 —起進(jìn)行蝕刻。該蝕刻劑組合物與參照?qǐng)D5描述的蝕刻劑組合 物基本相同。顯示裝置圖8是示出根據(jù)又一示例性實(shí)施例的顯示裝置的平面圖。圖9是沿圖8的線11-11’截取的截面圖。參照?qǐng)D8和圖9，顯示裝置106包括柵極線GL、與柵極線GL交叉的數(shù)據(jù)線DL、薄膜 晶體管SW和像素電極170。顯示裝置106可以進(jìn)一步包括柵極絕緣層120和鈍化層160。 圖8和圖9示出的顯示裝置106與圖1和圖2示出的顯示裝置100基本相同。因此，省略 重復(fù)的描述。下文中，將參照?qǐng)D10、圖11和圖12描述制造圖8和圖9所示的顯示裝置106的方法。制造顯示裝置的方法圖10、圖11和圖12是示出制造圖8和圖9所示的顯示裝置的方法的截面圖。參照?qǐng)D10，在底基板110上形成包括柵極線GL和柵電極GE的柵極圖案，并且在具 有柵極圖案的底基板110上順序形成柵極絕緣層120、氧化物半導(dǎo)體層130和數(shù)據(jù)金屬層 140。數(shù)據(jù)金屬層140可以具有包括銅合金層的單層結(jié)構(gòu)、或包括銅合金層和銅層的雙層或
三層結(jié)構(gòu)。在具有數(shù)據(jù)金屬層140的底基板110上形成光刻膠圖案154。光刻膠圖案154形成在源極區(qū)10、漏極區(qū)20、源極線區(qū)30和溝道區(qū)40上。光刻膠圖案154包括第一部分154a 和第二部分154b。第一部分154a形成在源極區(qū)10、漏極區(qū)20和源極線區(qū)30上，并具有第 一厚度hi。第二部分154b形成在溝道區(qū)40上并具有第二厚度h2。第一厚度hi大于第二 厚度h2。例如，第二厚度h2可以為第一厚度hi的一半。參照?qǐng)D11，利用光刻膠圖案154作為蝕刻掩模并且利用蝕刻劑組合物在同一步驟 中對(duì)數(shù)據(jù)金屬線140和氧化物半導(dǎo)體層130進(jìn)行蝕刻。該蝕刻劑組合物與參照?qǐng)D5描述的蝕刻劑組合物基本相同。因此，省略重復(fù)的描 述。通過使用蝕刻劑組合物可以簡化用于數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130的蝕刻步
馬聚ο因此，數(shù)據(jù)線DL、連接至數(shù)據(jù)線DL的電極圖案142、以及形成在數(shù)據(jù)線DL和電極 圖案142下面的半導(dǎo)體圖案132形成在底基板110上。數(shù)據(jù)線DL形成在源極線區(qū)30上。 電極圖案142形成在源極區(qū)10、漏極區(qū)20和溝道區(qū)40上。參照?qǐng)D12，去除光刻膠圖案154的第二部分154b以形成保留的光刻膠圖案156。 當(dāng)光刻膠圖案154的第二部分154b被去除時(shí)，光刻膠圖案154的第一部分154a的一部分 被去除，從而第一部分154a的厚度減少了第二厚度h2的量。因此，保留的光刻膠圖案156 形成在源極區(qū)10、漏極區(qū)20和源極線區(qū)30上。電極圖案142的形成在溝道區(qū)40上的一部 分被露出。此后，利用保留的光刻膠圖案156作為蝕刻掩模去除電極圖案142的形成在溝道 區(qū)40上的部分。用于去除溝道區(qū)40上的電極圖案142的銅蝕刻劑組合物蝕刻數(shù)據(jù)金屬層 140，然而，該銅蝕刻劑組合物不蝕刻半導(dǎo)體圖案132。例如，該銅蝕刻劑組合物可以包括過 硫酸鹽、唑化合物和溶劑，而沒有氟化合物。當(dāng)應(yīng)用銅蝕刻劑組合物時(shí)，電極圖案142和數(shù) 據(jù)線DL的外側(cè)邊部(outer portion)或邊緣可以被部分地蝕刻。從而，相比于半導(dǎo)體圖案 132的邊界，電極圖案142和數(shù)據(jù)線DL的邊界可以凹進(jìn)。具體地，電極圖案142和數(shù)據(jù)線 DL被銅蝕刻劑組合物部分地去除，從而半導(dǎo)體圖案132具有從電極圖案142和數(shù)據(jù)線DL突 出的部分。電極圖案142的形成在溝道區(qū)40上的部分被去除，從而形成了連接至數(shù)據(jù)線DL 的源電極SE以及與源電極SE隔開的漏電極DE。從而，形成了包括柵電極GE、半導(dǎo)體圖案 132、源電極SE和漏電極DE的薄膜晶體管SW。此后，在具有源極圖案的底基板110上形成鈍化層160 (圖9)，以及在具有鈍化層 160的底基板110上形成電連接至漏電極DE的像素電極170(圖9)。因此，可以制造根據(jù)又一示例性實(shí)施例的顯示裝置106。根據(jù)該示例性實(shí)施例，可以減少制造顯示裝置所需的掩模的數(shù)量，這是因?yàn)槔?一個(gè)掩模對(duì)數(shù)據(jù)金屬層140和氧化物半導(dǎo)體層130進(jìn)行了圖案化。此外，可以利用能夠蝕 刻銅合金和氧化物半導(dǎo)體兩者的蝕刻劑組合物在同一步驟中對(duì)包括銅合金層的數(shù)據(jù)金屬 層140和氧化物半導(dǎo)體層130進(jìn)行蝕刻。從而，可以簡化薄膜晶體管和顯示裝置的制造工 藝。制造蝕刻劑組合物下文中，將參照示出金屬層的蝕刻表面的附圖來說明蝕刻劑組合物對(duì)包括銅合金 層和銅層的金屬層230的作用。在用于蝕刻金屬層230的蝕刻劑組合物中，氟化合物的含
12量是變化的，因此，這些測試說明了金屬層230的蝕刻是如何取決于氟化合物的。在圖14、 圖15和圖16中，參考標(biāo)號(hào)“240”表示用作金屬層230的蝕刻掩模的光刻膠圖案。首先，如下表1所示制備用于測試的蝕刻劑組合物，標(biāo)為實(shí)例1、實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例 1、對(duì)比實(shí)例2、對(duì)比實(shí)例3和對(duì)比實(shí)例4。表1中，蝕刻劑組合物中的每一組分的含量都以 按重量計(jì)的％表示。表權(quán)利要求
1.一種制造顯示裝置的方法，所述方法包括在底基板上形成柵極圖案，所述柵極圖案包括柵極線和柵電極； 通過圖案化數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層兩者來形成半導(dǎo)體圖案和源極圖案，其中， 所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層形成在具有所述柵極圖案的所述底基板上，所述數(shù) 據(jù)金屬層包括第一銅合金層，并且所述氧化物半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，其中，所述源極 圖案包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極；以及在具有所述源極圖案的所述底基板上形成電連接至所述漏電極的像素電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層兩者進(jìn)行的圖 案化包括使用蝕刻劑組合物，并且所述蝕刻劑組合物包括按重量計(jì)約0. 到約50%的過硫酸鹽； 按重量計(jì)約0. 01%到約5%的唑化合物； 按重量計(jì)約0. 05%到約0. 25%的氟化合物；以及 按重量計(jì)約45%到約99. 84%的溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層兩者進(jìn)行的圖 案化包括使用蝕刻劑組合物，并且所述蝕刻劑組合物包括按重量計(jì)約到約10%的過硫酸鹽； 按重量計(jì)約0. 到約的唑化合物； 按重量計(jì)約0. 到約0. 2%的氟化合物；以及 按重量計(jì)約85%到約99%的溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)將所述蝕刻劑組合物的總重量定義為100份 時(shí)，所述蝕刻劑組合物進(jìn)一步包括按重量計(jì)約0. 01份至約40份的添加劑，所述添加劑包括 選自硝酸、硝酸鹽、硫酸、硫酸鹽、磷酸、磷酸鹽、醋酸以及醋酸鹽組成的組中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)將所述蝕刻劑組合物的總重量定義為100份 時(shí)，所述蝕刻劑組合物進(jìn)一步包括按重量計(jì)約0.001份至約10份的磺酸基化合物或按重量 計(jì)約0. 0001份至約5份的螯合劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一銅合金層包括銅和錳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)金屬層進(jìn)一步包括形成在所述第一銅 合金層上的銅層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述氧化物半導(dǎo)體層和所述數(shù)據(jù)金屬層之間形成蝕刻阻止層，所述蝕刻阻止層與所 述柵電極的至少一部分交疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，形成所述源極圖案包括在具有所述氧化物半導(dǎo)體層、所述蝕刻阻止層和所述數(shù)據(jù)金屬層的所述底基板上的源 極區(qū)和漏極區(qū)上形成光刻膠圖案，以露出所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的溝道區(qū)；以及利用蝕刻劑組合物并利用所述光刻膠圖案作為蝕刻掩模對(duì)所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧 化物半導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻，其中，對(duì)所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻以形成所述數(shù)據(jù)線、所述源 電極、所述漏電極和所述半導(dǎo)體圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成所述源極圖案包括在所述數(shù)據(jù)金屬層上形成光刻膠圖案，所述光刻膠圖案具有位于源極線區(qū)、源極區(qū)和 漏極區(qū)上的第一部分以及位于所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的溝道區(qū)上的第二部分，所述 第一部分厚于所述第二部分；利用蝕刻劑組合物并利用所述光刻膠圖案作為蝕刻掩模對(duì)所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧 化物半導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻；去除所述溝道區(qū)上的所述光刻膠圖案以露出溝道區(qū)上的所述數(shù)據(jù)金屬層；以及 去除溝道區(qū)上的所述數(shù)據(jù)金屬層以露出所述溝道區(qū)上的所述半導(dǎo)體圖案， 其中，蝕刻所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層，從而形成所述半導(dǎo)體圖案，所述數(shù) 據(jù)線和連接至所述數(shù)據(jù)線的電極圖案形成在所述源極區(qū)、漏極區(qū)和溝道區(qū)上，并且其中，在 露出所述溝道區(qū)上的所述半導(dǎo)體圖案時(shí)，去除所述溝道區(qū)上的所述電極圖案，從而形成所 述源電極和所述漏電極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種顯示裝置及制造該顯示裝置的方法。所述制造顯示裝置的方法包括在底基板上形成柵極圖案，所述柵極圖案包括柵極線和柵電極；通過圖案化數(shù)據(jù)金屬層和氧化物半導(dǎo)體層兩者來形成半導(dǎo)體圖案和源極圖案，其中，所述數(shù)據(jù)金屬層和所述氧化物半導(dǎo)體層形成在具有所述柵極圖案的所述底基板上，所述數(shù)據(jù)金屬層包括第一銅合金層，并且所述氧化物半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，其中，所述源極圖案包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極；并且在具有所述源極圖案的底基板上形成電連接至所述漏電極的像素電極。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK102034745SQ20101020531
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者崔永柱, 李禹根, 柳慧英, 金己園 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社