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KR100223158B1 - 액티브매트릭스기판 및 그 제조방법 - Google Patents

액티브매트릭스기판 및 그 제조방법 Download PDF

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KR100223158B1 KR1019960020300A KR19960020300A KR100223158B1 KR 100223158 B1 KR100223158 B1 KR 100223158B1 KR 1019960020300 A KR1019960020300 A KR 1019960020300A KR 19960020300 A KR19960020300 A KR 19960020300A KR 100223158 B1 KR100223158 B1 KR 100223158B1
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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판 및 그 제조방법에 관한 것으로 액티브매트릭스기판은, 기판 상에 증착된 제1 금속층을 패터닝하여 게이트전극을 구비한 게이트라인 및 소스라인을 형성하고, 제2 금속층, 불순물 반도체층, 반도체층 및 절연층을 증착한 후 소정의 형상으로 패터닝하고 이어서 투명도전막을 증착 및 패터닝하여 화소전극을 형성하고 연속적으로 제2금속층과 불순물 반도체층을 에칭하여 소스전극과 드레인전극을 형성하여 이루어지는데, 3번의 포토리소그래피법만을 사용하여 종래의 액티브매트릭스기판의 제조방법에 비배 제조시간이 짧고 수율이 높다.(선택도 : 제3C도)

Description

액티브매트릭스기판 및 그 제조방법.
제 1 도는 종래의 액티브매트릭스기판의 평면도이다.
제 2 도는 제 1 도의 II-II선에 따른 단면도이다.
제 3 A, B, C 도는 각각 본 발명의 실시예에 따른 액티브매트릭스기판의 제조에 있어서 패터닝공정에 따른 액티브매트릭스기판의 평면도이다.
제 4 A, B도는 각각 제 3C 도의 IVa-IVa선과 IVb-IVb선에 따른 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
113, 313 : 게이트라인 123, 323 : 소스라인
113a, 313a : 게이트전극 123b, 324b : 드레인전극
123a, 324a : 소스전극 125, 325 : 화소전극
본 발명은 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액티브매트릭스기판에는 각 화소의 제어 및 구동을 위한 스위칭소자가 복수개 설치되어 있으며, 스위칭소자로는 주로 박막트랜지스터를 이용하고 있다.
제1도는 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하느 일반적인 액티브매트릭스기판의 평면도로서, 투명 유리기판 상에 게이트라인(113)이 수평방향으로 평행하게 형성되고 상기 게이트라인을 포함한 투명유리기판의 전면에 걸쳐 게이트절연막이 형성되고 이 게이트절연막 상에 각 게이트라인(113)과 교차하는 다수의 소스라인(123)이 수직방향으로 평행하게 형성되어 있다. 그리고 제1도 및 제2도에 의해 알 수 있듯이, 상기 각 게이트라인(113)과 각 소스라인(123)과 교점 부근에서 게이트라인(113)과 일체로 형성된 게이트전극(113a) 상의 상기 게이트절연막(115) 위에 반도체층(117)이 형성되고, 이 반도체층 상에 드레인전극(123b) 및 소스전극(123a)이 대향하도록 형성되어 능동소자로서의 TFT가 구성되어 있다.그리고 화소전극(125)은 드레인전극과 전기적으로 연결되어 있다.
제2도는 제1도의 II-II선에 따른 단면도인데 이를 참고하여 종래의 액티브매트릭스기판을 설명하면 다음과 같다.
투명유리기판(111) 위에 위치하는 게이트 전극(113a)를 덮는 절연막(115) 위에 반도체층(117)이 형성되고, 그 위에 양쪽으로 분리된 불순물 반도체층(119) 상에 상호분리된 드레인전극(123b) 및 소스전극(123a)이 형성되어, 능동소자로서의 TFT가 구성된다.
그리고, 반도체층(117), 드레인전극(123b), 소스전극(123a)은 보호절연막(127)으로 덮히며, 드레인전극(123b)은 보호절연막(127) 상에 형성된 투명화소전극(125)과 전기적으로 연결된다.
상술한 액티브매트릭스기판은 그 제조에 있어서, 각 라인 및 전극 등을 형성하기 위해 막형성 공정 및 포토리소그래피공정을 반복해서 만들어지는데, 패턴형성을 위한 포토리소그래피 공정은 마스크 패턴의 형성, 정확한 패턴 묘사를 위한 고도의 마스크 정렬, 레지스트의 도포, 현상, 에칭, 레지스트제거 등의 과정으로 이루어져 있다. 그런데, 이렇게 여러 과정으로 이루어지는 포토리소그래피를 행하여 패턴을 형성할 때는 그 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 수율도 낮아진다.
따라서, 본 발명의 목적은 작은 수의 포토리소그래피 공정으로써 액티브매트릭스기판을 제조하여 제조시간을 단축하고 수율을 향상시킨 액티브매트릭스기판의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 액티브매트릭스기판을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판의 제조방법은 기판 상에 제 1금속층을 증착하는 단계와; 상기 제1 금속층을 패터닝하여 게이트전극을 구비한 게이트라인 및 소스라인을 형성하는 단계와; 절연층, 반도체층, 불순물 반도체층 및 제2 금속층을 연속증착하는 단계와; 상기 제2 금속층, 상기 불순믈 반도체층, 상기 반도체층 및 상기 절연층을 소정의 형상으로 패터닝하는 단계와; 투명도전막을 증착하는 단계와; 상기 투명도전막을 패터닝하여, 화소전극을 형성하는 한편, 상기 소스라인을 상기 제2 금속층과 전기적으로 연결하고, 아울러 상기 게이트라인을 사이에 두고 서로 떨어져 있는 상기 소스라인을 상호연결하고 또한 상기 제2 금속층의 전극분리영역을 노출하는 단계와; 상기 제2 금속층과 상기 불순물 반도체층을 에칭하여 소스전극과 드레인전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 공정에서 상기 제2 금속층, 상기 불순물 반도체층, 상기 반도체층 및 상기 절연층을 패터닝할 때 상기 제2 금속층, 상기 불순물 반도체층, 상기 반도체층 및 상기 절연층을 상기 게이트라인의 일부분 상에 더 형성하여 보조용량을 형성할 수도 있다.
이러한 액티브매트릭스기판의 제조방법에 의해 제조되는 박막트랜지스트를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판은 기판과, 기판 상에 형성되어 게이트전극을 구비한 게이트라인 및 소스라인을 이루는 제1 금속층과; 소정의 영역에 형성되며 절연층, 반도체층, 불순물 반도체층 및 제2 금속층으로 이루어지는 다층체와; 상기 소스라인과 상기 제2 금속층의 연결부를 이루는 한편, 상기 소스라인의 연결부 및 화소전극을 이루는 투명도전막으로 이루어져 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 액티크매트릭스기판의 제조방법을 제3도와 제4도를 이용하여 설명한다.
[실시예]
기판(311) 상에 Al, Cr 등으로 된 제 1금속층을 스퍼터링법 등으로 증착한다.
제1차 포토리소그래피법으로 게이트전극(313a) 및 게이트라인(313)과 소스라인(323)을 형성한다. 제3A도는 상기의 제1차 포토리소그래피공정에 의해 패터닝된 제1금속층을 나타내는 평면도이다.
플라즈마화학기상증착법(PECVD)이나 스퍼터링(sputterting)법 등으로 질화실리콘(SiNx)으로 된 절연층(315), 아몰퍼스 실리콘(a-Si)의 반도체층(317), 인(P) 등이 도핑된 a-Si의 불순물 반도체층(319), 크롬(Cr) 등으로 된 제2 금속층(324)을 차례로 증착한다.
크롬 등으로 된 제2 금속층(324), 인 등이 도핑된 아몰퍼스 실리콘의 불순물 반도체층(319), 아몰퍼스 실리콘의 반도체층(317) 및 질화실리콘 등으로 된 절연층(315)을 제2차 포토리소그래피법으로, 동일의 마스크를 사용하여 동일의 형상으로 패터닝한다. 상기의 패터닝에 의해 박막트랜지스터의 전하이동채널이 형성되고 이후의 공정에서 형성되는 소스라인의 연결부로 인하여 일어날 수 있는 게이트라인과 소스라인의 단락 등을 방지할 수 있는 절연막(315)이 형성된다. 그리고 제3B도에 나타낸 것처럼 게이트라인(313) 상의 일부분에 보조용량(330)이 형성된다. 패터닝시 에칭에 있어서는, 제2 금속층에 대해서는 주로 웨트에칭법을, 불순물반도체층, 반도체층 및 절연층에 대해서는 드라이칭법을 이용한다.
이어서, ITO(Indium tin Oxide) 등으로 된 투명도전막을 스퍼터링법 등으로 증착한다.
제3차 포토리소그래피법에 의하여 ITO막을 패터닝함으로써 화소전극 및 소스/드레인전극이 형성되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
ITO막을 패터닝하여, 소스라인을 제2 금속층과 전기적으로 연결하는 한편, 게이트라인을 사이에 두고 서로 떨어져 있는 소스라인을 전기적으로 상호연결하고 아울러 화소전극(325)을 형성한다. 상기의 패터닝에 의해 제2 금속층의 전극분리영역이 노출되고, 노출된 제2 금속층의 전극분리영역과 노출부분 밑의 a-Si의 불순물 반도체층을 에칭에 의해 차례로 제거하여 소스전극(324a)과 드레인전극(324b)을 형성한다.
제3C도는 상기의 패터닝에 의한 액티브매트릭스기판의 평면도이고, 제4A도와 제4B도는 각각 제3C도의 IVa-IVa 선과 IVb-IVb선에 따른 단면도이다.
본 발명에 의해 제조되는 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판은 게이트라인과 소스라인이 동일면에 형성된 평면배선구조를 갖는다. 절연층, 반도체층, 불순물반도체층, 금속층으로 이루어지는 다층체는 소정의 영역 즉, 게이트라인의 일부분과 게이트전극 상에 형성된다. 그리고 투명도전막은 화소전극과 소스라인-소스라인 연결부 및 소스라인-제2 금속층연결부를 형성하고 있다. 그리고 다층체에 있어서 불순물 반도체층은 투명도전막으로 덮히지 않고 노출되어 있다.
본 발명에 의하면, 제3차 포토리소그래피법에서 투명도전막의 에칭 후, 제2 금속층과 불순물 반도체층을 에칭하여 소스전극과 드레인전극을 형성함으로 포토리소그래피법의 수가 감소하여 제조시간이 단축되고 수율이 향상된다.

Claims (3)

  1. 기판 상에 제1 금속층을 증착하는 단계와;
    상기 제1 금속층을 패터닝하여 게이트전극을 구비한 게이트라인 및 소스라인을 형성하는 단계와;
    절연층, 반도체층, 불순물 반도체층 및 제2 금속층을 연속증착하는 단계와;
    상기 제2 금속층, 상기 불순물 반도체층, 상기 반도체층 및 상기 절연층을 소정의 형상으로 패터닝하는 단계와;
    투명도전막을 증착하는 단계와;
    상기 투명도전막을 패터닝하여, 화소전극을 형성하는 한편, 상기 소스라인을 상기 제2 금속층과 전기적으로 연결하고, 아울러 상기 게이트라인을 사이에 두고 서로 떨어져 있는 상기 소스라인을 상호연결하고 또한 상기 제2 금속층의 전극분리영역을 노출하는 단계와;
    상기 제2 금속층과 상기 불순물 반도체층을 에칭하여 소스전극과 드레인전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제2 금속층, 상기 불순물 반도체층, 상기 반도체층 상기 절연층의 패터닝시, 상기 제2 금속층, 상기 불순물 반도체층, 상기 반도체층 및 상기 절연층을 상기 게이트라인의 일부분 상에 더 형성하여 보조용량을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판의 제조방법.
  3. 기판과;
    기판 상에 형성되어 게이트전극을 구비한 게이트라인 및 소스라인을 이루는 제1금속층과;
    소정의 영역에 형성되며 절연층, 반도체층, 불순물 반도체층 및 제2 금속층으로 이루어지는 다층체와;
    상기 소스라인과 상기 제2 금속층의 연결부를 이루는 한편, 상기 소스라인의 연결부 및 화소전극을 이루는 투명도전막으로 이루어지는 박막트랜지스터를 스위칭소자로 이용하는 액티브매트릭스기판.
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