Indiumtinaoksidin etsauskemia ja sen vaikutus reunakarheuksista aiheutuviin defekteihin

Opinnäytetyö tehtiin Beneq Oy:lle, joka tarjoaa atomikerroskasvatukseen (ALD) pohjautuvia pinnoitusratkaisuja, valmistaa laitteita ALD-prosesseihin sekä soveltaa ALD-tekniikkaa näyttöihin. Opinnäytetyö keskittyi näyttöpuolen tuotannon litografiaprosessin syvempää ymmärtämiseen liittyen etsauskemiaan ja sen suhdetta indiumtinaoksidin (ITO) sekä alumiinititaanioksidin (ATO) käyttäytymiseen tässä prosessin vaiheessa. Etsauskemian optimoinnilla pyrittiin vaikuttamaan reunakarheuden suuruuteen, sillä reunakarheuksien on todettu vaikuttavan tuotteen kestävyyteen. Indiumtinaoksidi on mielenkiintoinen metallioksidi, keraami. Se on puolijohtava materiaali, jolla on sekä johtava että eristävä ominaisuus. Indiumtinaoksidi on näkyvän valon aallonpituudella läpinäkyvä. Tämä on hyvin haluttu ominaisuus monissa teknologian sovelluksissa. Laajalti levinneestä käytöstä huolimatta indiumtinaoksidin ominaisuuksia ei täysin tunneta. Prosesseissa on herkästi hajontaa sekä optimien hakeminen on työlästä. Jotta voidaan saavuttaa riittävä läpinäkyvyys ja sähköinen johtavuus on yhdistettä ymmärretävä erityisen tarkasti. Kaikkien haluttujen ominaisuuksien valjastaminen vaatii syvää prosessin tuntemusta. Opinnäytetyön tavoite oli löytää märkäkemialliseen prosessiin parannuksia hakemalla etsausreagenssien kautta parempi etsausreunan laatu ja selvittää tämän muutoksen merkitys lopputuotteeseen. Kokeellisessa osuudessa tuotetta kuormitettiin lämpötilalla ja korkealla ajotaajuudella. Paranneltua etsausliuosta verrattiin käytössä olevaan liuokseen ja tuloksissa vertailtiin rakenteellisten muutosten syntymistä ajan suhteen. Näitä defektejä kuvattiin valomikroskoopilla sekä elektronipyyhkäisymikroskoopilla. Testieriä ehdittiin vanhentaa reilu 1 000 tuntia. Testit osoittivat, ettei tuotteen laatu ja kestävyys dramaattisesti muutu etsauskemian myötä, mutta jatkotutkimuksille on syytä varata lisää työtunteja