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薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)阵列制程中,栅极、源极电路制作所用金属材料限制因素较多,Mo/Al复合金属层由于粘附能力强,电阻率低等特点常被用于金属互连工艺中制作导电线路。因此刻蚀加工Mo/Al薄膜是该生产过程的一个重要工艺段。金属Mo/Al刻蚀液是在湿化品磷酸基溶液中加入硝酸、乙酸组成,Mo/Al复合层金属膜刻蚀后锥度角一般控制在40°~60°之间。在实际生产中,实现刻蚀液对Mo、Al刻蚀速率的可控调节,从而保证刻蚀后金属玻璃基片的形貌非常重要,目前Mo/Al刻蚀液各组份在此过程所起的作用尚不清晰。基于此,本文就Mo/Al金属刻蚀速率、刻蚀机理以及优化刻蚀液后金属薄膜锥度角控制等问题展开具体的研究,以指导实际生产。采用正交实验和电化学测试方法等手段,以腐蚀速率作为判断标准,初步确定了单金属铝腐蚀时,磷酸、硝酸、乙酸的最优浓度比例为磷酸(65.28%)、硝酸(4.46%)、乙酸(4.0%)。根据单酸、关键组分二元酸的实验数据结合Al薄膜玻璃基片腐蚀实验XPS表征结果,对铝的腐蚀机理以及三酸各自的腐蚀作用进行探究。结果表明,磷酸在金属铝腐蚀过程中主要起到溶解金属氧化物的作用,硝酸对金属铝起到氧化作用,乙酸与缓蚀作用有关。磷酸基溶液中添加硝酸后,硝酸在增强体系酸度的同时,对金属铝有氧化作用。因此可以调节硝酸浓度以调控铝表面钝化膜的厚度,从而控制腐蚀速率。乙酸可以在铝表面产生吸附,从而减缓了金属铝的腐蚀速率。在钼的腐蚀探究中,利用金属离子溶出分光光度法结合电化学相关测试研究了金属钼在单酸、多酸中的腐蚀行为。首先以腐蚀速率为判断标准,确定了金属钼腐蚀的三酸配比为磷酸(66.99%)、硝酸(6.53%)、乙酸(3.0%)。根据多酸组合对Mo腐蚀的实验及Mo薄膜的XPS表征结果,对金属钼在三酸中的腐蚀机理做了较详细阐述。磷酸与硝酸同时存在是Mo较快溶出的前提条件,硝酸将钼氧化成各价态金属氧化物;一定浓度的磷酸(浓度较低时难以溶解钼氧化物)对金属氧化物进行溶解;乙酸在金属钼表面产生吸附,使得金属钼在酸腐蚀中有一定的缓蚀效果。另外,探究了双氧水、添加剂PHA等氧化性物质代替硝酸的实验,结果发现调整PHA和硝酸的浓度比例可以有效地调控铝和钼的相对腐蚀速度,为实现理想刻蚀锥度角奠定了基础。在以上基础上,最后对附有Mo/Al金属薄膜的玻璃基板进行了刻蚀研究。结果表明,改变硝酸和乙酸浓度可以优化复合金属腐蚀锥度角,降低硝酸浓度同时增加乙酸的浓度能够改善金属腐蚀后形貌。另外,根据前期的研究结果,发现硝酸和添加剂PHA按照一定摩尔比混合可以得到新的刻蚀液。在磷酸浓度为60%~70%,硝酸浓度为0.5%~3%,乙酸浓度为10%~15%,PHA浓度在3%~8%的范围值内,且同时满足硝酸与PHA的摩尔比为1∶2~4时,Mo/Al玻璃基片腐蚀锥度角能够控制在要求范围之内。