Oxidation and Wet Etching Behavior of Sputtered Ternary Molybdenum Alloy Thin Films

Dünnschicht-Transistor-Flüssigkristalldisplays sind heute State-of-the-Art Technologie in modernen Notebooks und Flachbildschirmen. Dabei finden Molybdänschichten als Elektrodenmaterial in Dünnschicht-Transistoren aufgrund ihres geringen elektrischen Widerstandes und guten chemischen Ätzbarkeit Verwendung. Da Wärmebehandlungen in der Herstellung von Dünnschicht-Transistoren erforderlich sind, müssen die Schichten Temperaturen über 300°C standhalten, ohne dass eine Verschlechterung ihrer Eigenschaften auftritt. Bei der Wärmebehandlung kommt es jedoch zur Oberflächenoxidation der Molybdänschichten was zur Bildung von farbigen Molybdänoxiden führt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss verschiedener Legierungselemente auf die Mikrostruktur, elektrische Eigenschaften, Oxidation und Ätzverhalten von dünnen Molybdänschichten untersucht. Ternäre Molybdänlegierungsschichten und Mo-Ti-Ni Referenzschichten wurden durch Magnetron-Sputtern abgeschieden und in Luft bei 330°C für 1 Stunde geglüht. Das Oxidationsverhalten der Molybdänschichten konnte durch die Legierungselemente deutlich verbessert werden. Dies wird auf die Bildung einer dünnen Oxidschutzschicht zurückgeführt, welche die Entstehung farbiger Molybdänoxide verhindert. Die Ätzbarkeit der ternären Molybdänschichten in einem Gemisch aus Phosphor-, Essig- und Salpetersäure wurde geringfügig verschlechtert, allerdings lag die Ätzrate in einem akzeptabel Bereich für Anwendungen in Dünnschicht-Transistor-Flüssigkristalldisplays.