[发明专利]一种用于氧化物材料体系的蚀刻液及其蚀刻方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于氧化物材料体系刻蚀的新型蚀刻液。更具体地，本发明涉及一种适用于In、Sn、Al、Ga和Zn等氧化物材料体系刻蚀的蚀刻液和蚀刻方法，其主要用于制备精细电子部件中氧化物材料的刻蚀，例如光电半导体器件、半导体集成电路和透明电极等中的氧化物材料的刻蚀。

背景技术

透明导电薄膜(Transparent Conductive Oxide，TCO)材料技术是以ITO、ZnO、In₂O₃、SnO₂等透明氧化物半导体材料及上述氧化物的掺杂体系为材料基础，涵盖材料生长、器件制备、装备制造等多领域学科的先端技术，技术领域包括显示、照明、新材料、半导体微加工、新装备、集成电路、系统集成等诸多技术领域。

透明导电薄膜材料是新一代光电器件的基础性功能材料，在上世纪末得到高速发展和广泛的应用，约占功能膜的50％以上，有人称其为“二十世纪最后的几项大型技术之一”。透明导电薄膜材料以其接近金属的导电率、可见光范围内的高透射比、红外高反射比以及其半导体特性，广泛地应用于太阳能电池、显示器、气敏元件、抗静电涂层以及半导体/绝缘体/半导体(SIS)异质结等特性(文献：Hideo Hosono，“Recent progress in transparent oxide semiconductors：Materials and device application”，Thin Solid Films515(2007)6000–6014)，近年来得以迅速发展，特别是在薄膜晶体管(TFT)制造、平板液晶显示(LCD)、LED及太阳电池透明电极以及红外辐射反射镜涂层、火车飞机用玻璃除霜、巡航导弹的窗口、建筑物幕墙玻璃等方面获得广泛应用，被誉为第二半导体工业。

透明导电薄膜材料一个重要应用是作为光电半导体器件的透明电极，Klaus Ellmer在2012年的Nature Photonics对In₂O₃、SnO₂、ZnO和TiO₂透明电极材料的现状和发展做了详细描述(文献：Klaus Ellmer，“Past achievements and future challenges in the development of optically transparent electrodes”，Nature Photonics，2012，6，809-817)。其中Al、Ga、In、Zn氧化物基透明导电薄膜作为新一代透明导电薄膜，拥有极高的透射率，生长适当厚度的薄膜在可见光范围内透射率高达90％，同时ZnO薄膜通过掺杂，调整生长环境，控制退火温度，能使其电阻率达到10^-3数量级。且氧化锌无毒，对环境友好可持续发展，代表着未来透明导电薄膜的发展趋势，具有广阔的产业化前景。

透明导电薄膜材料另一个重要应用是作为功能材料在电子器件中的应用，Heiko Frenzel在2010年的Advanced materials中对ZnO基金属半导体场效应管以及在透明电路中的应用概况作了详细描述(文献：Heiko Frenzel et al.，“Recent Progress on ZnO-Based Metal-Semiconductor Field-EffectTransistors and Their Application in Transparent Integrated Circuits”，Adv.Mater.，2010，22，5332–5349)，在这些器件应用中，由ZnO基氧化物材料构成的功能薄层器件扮演着重要角色。