KR100635946B1 - Thin film transistor substrate for liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
절연 기판 위에 게이트 배선, 게이트 절연막, 반도체층을 차례로 형성하고, 데이터 배선용으로 크롬층과 알루미늄-네오디뮴층을 연속 증착한 다음, 감광막을 도포하고 슬릿이 형성되어 있는 마스크를 사용하여 노광, 현상함으로써 드레인 전극과 데이터 패드 상부에서는 다른 부분보다 두께가 얇은 감광막 패턴을 형성한다. 감광막 패턴을 마스크로 하여 알루미늄-네오디뮴층을 식각하고, 감광막 패턴을 애싱하여 드레인 전극과 데이터 패드의 알루미늄-네오디뮴층을 노출시킨다. 노출된 알루미늄-네오디뮴층을 식각하여 제거한 다음, 보호막을 적층하고 접촉구를 형성한 후, ITO를 증착하고 패터닝하여 화소 전극과 보조 패드를 형성한다. 이렇게 하면, 데이터 배선층과 화소 전극층 간의 접촉구를 통한 연결이 양호하게 되며, 데이터 배선이 화소 전극 형성 과정에서 손상되는 것을 방지할 수 있다.A gate wiring, a gate insulating film, and a semiconductor layer are sequentially formed on the insulating substrate, and a chromium layer and an aluminum-neodymium layer are successively deposited for data wiring. Then, a photosensitive film is applied and exposed and developed using a mask having a slit formed therein. On the electrode and the data pad, a photoresist pattern thinner than other portions is formed. The aluminum-neodymium layer is etched using the photoresist pattern as a mask, and the photoresist pattern is ashed to expose the drain electrode and the aluminum-neodymium layer of the data pad. The exposed aluminum-neodymium layer is etched and removed, and then a protective film is deposited and a contact hole is formed. Then, ITO is deposited and patterned to form a pixel electrode and an auxiliary pad. In this way, the connection through the contact hole between the data wiring layer and the pixel electrode layer is good, and it is possible to prevent the data wiring from being damaged in the process of forming the pixel electrode.
액정표시장치, 박막트랜지스터기판, 데이터배선, 슬릿, 마스크, IZOLCD, Thin Film Transistor Board, Data Wiring, Slit, Mask, IZO
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to the related art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,2 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3과 도 4는 각각 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선 및 Ⅳ-Ⅳ'선에 대한 단면도이고,3 and 4 are cross-sectional views taken along lines III-III 'and IV-IV' of FIG. 2, respectively.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 공정의 중간 단계에서의 기판의 배치도이고,5A is a layout view of a substrate in an intermediate step of a process of manufacturing a thin film transistor substrate according to an embodiment of the present invention;
도 5b와 도 5c는 각각 도 5a의 Ⅴb-Ⅴb'선 및 Ⅴc-Ⅴc'선에 대한 단면도이고,5B and 5C are cross-sectional views taken along lines Vb-Vb 'and Vc-Vc' of FIG. 5A, respectively.
도 6a는 도 5a 내지 도 5c의 다음 단계에서의 기판의 배치도이고,6A is a layout view of the substrate in the next step of FIGS. 5A-5C,
도 6b와 도 6c는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도이고,6B and 6C are cross-sectional views taken along lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively.
도 7a와 도 7b는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도로서 도 5a 내지 도 5c의 단계에서 도 6a 내지 도 6c의 단계로 넘어가기 위하여 노광하 는 단계를 나타내는 것이고7A and 7B are cross-sectional views taken along the lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively, illustrating the steps of exposing to move from the steps of FIGS. 5A-5C to the steps of FIGS. 6A-6C. And
도 8a와 도 8b는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도로서 도 7a와 도 7b의 다음 단계에서의 기판의 단면도이고,8A and 8B are cross-sectional views of lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively, and are cross-sectional views of the substrate in the next steps of FIGS. 7A and 7B;
도 9a와 도 9b는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도로서 도 8a와 도 8b의 다음 단계에서의 기판의 단면도이다.9A and 9B are cross-sectional views taken along the lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively, and are cross-sectional views of the substrate in the next steps of FIGS. 8A and 8B.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 컬러 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between an upper substrate on which a common electrode, a color filter, and the like are formed, and a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed. By applying a different potential to form an electric field to change the arrangement of the liquid crystal molecules, and through this to control the light transmittance is a device that represents the image.
이러한 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 하부 기판에는 박막 트랜지스터에 주사 신호를 공급하는 게이트선과 화상 신호를 공급하는 데이터선 등의 배선이 형성되어 있다. In such a liquid crystal display device, wirings such as a gate line for supplying a scan signal to a thin film transistor and a data line for supplying an image signal are formed on a lower substrate on which a thin film transistor is formed.
그러면 종래의 기술에 따라 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법을 살펴본다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the related art will be described.
먼저, 절연 기판(100) 위에 크롬층(210)과 알루미늄-네오디뮴층(220)을 연속으로 증착하고 패터닝하여 게이트 전극(260)을 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 게이트 배선 위에 게이트 절연막(300), 반도체층(400) 및 접촉층(550, 560)을 연속으로 증착하고 패터닝하여 반도체층(400)과 접촉층(550, 560)의 섬을 형성한다.First, the
다음, 크롬층(620)과 알루미늄-네오디뮴층(630)을 연속으로 증착하고 패터닝하여 소스 전극(650)과 드레인 전극(660)을 포함하는 데이터 배선을 형성하고, 데이터 배선을 식각 마스크로 하여 그 하부의 접촉층(550, 560)을 식각하여 소스 전극(650) 하부의 접촉층(550)과 드레인 전극(660) 하부의 접촉층(560)을 분리한다. Next, the
이어서 보호막(80)을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극(660)을 노출시키는 접촉구(810)를 형성하고, 접촉구(810)를 통하여 노출되어 있는 드레인 전극(660)의 알루미늄-네오디뮴층(630)을 식각하여 제거한 다음, ITO(indium tin oxide)를 증착하고 패터닝하여 화소 전극(700)을 형성한다.Subsequently, the
여기서, ITO를 증착하기 전에 알루미늄-네오디뮴층(630)을 식각하여 제거하는 것은 알루미늄-네오디늄이 ITO와 접촉하면 화학 반응을 일으켜 바람직하지 않기 때문이다.In this case, the aluminum-
이 때, 드레인 전극(660)을 노출시키는 접촉구(810)를 통하여 알루미늄-네오디뮴층(630)을 식각하여 제거하는 과정에서 알루미늄-네오디뮴층(630)이 과도 식각되어 보호막(800) 하부에 공동이 형성되고, 이로 인해 다음에 증착되는 ITO층이 이 공동 부분에서 단절되어 화소 전극(700)과 드레인 전극(660) 사이의 접촉이 불량하게 된다.At this time, the aluminum-
이러한 문제점은 데이터 패드(도시하지 않음) 부분에서도 나타나게 된다.This problem also occurs in the data pad (not shown).
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 데이터 배선층과 화소 전극층 간의 접촉구를 통한 연결을 양호하게 하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the connection through the contact hole between the data wiring layer and the pixel electrode layer.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 감광막 패턴의 두께를 2단으로 형성하는 1회의 사진 식각 공정을 통하여 데이터 배선을 형성하면서 드레인 전극의 상부층을 제거한다.In order to solve this problem, in the present invention, the upper layer of the drain electrode is removed while forming data wirings through a single photolithography process in which the thickness of the photoresist pattern is formed in two stages.
구체적으로는, 절연 기판 위에 게이트 배선을 형성하는 단계, 게이트 절연막을 형성하는 단계, 반도체층을 형성하는 단계, 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 패드를 포함하며, 상부층과 하부층의 2중층으로 이루어져 있고, 적어도 상기 드레인 전극의 상부층의 일부는 제거되어 있는 구조의 데이터 배선을 형성하는 단계, 보호막을 형성하는 단계, 화소 전극을 형성하는 단계를 통하여 박막 트랜지스터 기판을 제조한다.Specifically, the method includes forming a gate wiring on an insulating substrate, forming a gate insulating film, forming a semiconductor layer, a data line, a source electrode, a drain electrode, and a data pad, and forming a double layer of an upper layer and a lower layer. The thin film transistor substrate is fabricated by forming a data line having a structure in which at least a portion of the upper layer of the drain electrode is removed, forming a passivation layer, and forming a pixel electrode.
이 때, 데이터 배선을 형성하는 단계는 데이터 배선용 하부층과 상부층을 적층하는 단계, 감광제를 도포, 노광 및 현상하여 데이터 배선의 적어도 드레인 전극의 상부에서는 다른 부분보다 얇은 두께를 가지는 감광막 패턴을 형성하는 단계, 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 데이터 배선용 상부층과 하부층을 식각하는 단계, 감광막 패턴을 애싱하여 드레인 전극의 상부층을 노출시키는 단계, 노출된 상부층을 식각하는 단계를 포함하거나, 또는 데이터 배선용 하부층과 상부층을 적층 하는 단계, 감광제를 도포, 노광 및 현상하여 데이터 배선의 적어도 드레인 전극의 상부에서는 다른 부분보다 얇은 두께를 가지는 감광막 패턴을 형성하는 단계, 감광막 패턴을 식각 마스크로 하여 데이터 배선용 상부층을 식각하는 단계, 감광막 패턴을 애싱하여 드레인 전극의 상부층을 노출시키는 단계, 상부층을 식각 마스크로 하여 하부층을 식각하는 단계, 노출된 상부층을 식각하는 단계를 포함할 수 있다. In this case, the forming of the data wiring may include stacking the lower and upper layers of the data wiring, and applying, exposing and developing a photosensitive agent to form a photoresist pattern having a thickness thinner than other portions on at least the drain electrode of the data wiring. Etching the upper layer and the lower layer for data wiring using the photoresist pattern as an etch mask, exposing the upper layer of the drain electrode by ashing the photosensitive film pattern, or etching the exposed upper layer, or etching the lower layer and the upper layer for data wiring Laminating, applying, exposing and developing a photoresist to form a photoresist pattern having a thickness thinner than other portions of at least the drain electrode of the data wiring, etching the upper layer for data wiring using the photoresist pattern as an etch mask, Ash by photoresist pattern Exposing the top layer of electrodes, and etching the lower layer to the upper layer as an etch mask, it may comprise the step of etching the exposed top layer.
또한 화소 전극은 IZO로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the pixel electrode is preferably formed of IZO.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 설명한다.Next, a structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 3과 도 4는 각각 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선 및 Ⅳ-Ⅳ'선에 대한 단면도이다.2 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views taken along lines III-III 'and IV-IV' of FIG. 2, respectively.
절연 기판(10) 위에 크롬(Cr) 등의 금속 또는 도전체로 만들어진 하부층(21)과 알루미늄(Al) 또는 알루미늄-네오디뮴(Al-Nd) 등으로 이루어진 상부층(22)의 이중층으로 이루어진 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 주사 신호선 또는 게이트선(20), 게이트선(20)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 주사 신호를 인가 받아 게이트선(20)으로 전달하는 게이트 패드(24) 및 게이트선(20)의 일부인 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26)을 포함한다.On the
여기서 게이트 배선은 단일층으로 형성할 수도 있다.The gate wirings may be formed in a single layer.
게이트 배선 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 게이트 배선을 덮고 있다.A
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위의 반도체로 이루어진 반도체 패턴(40)이 형성되어 있으며, 반도체 패턴(40) 위에는 인(P) 따위의 n형 불순물로 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 따위로 이루어진 저항성 접촉층(ohmic contact layer) 패턴(55, 56)이 형성되어 있다. 접촉층 패턴(55, 56)은 그 하부의 반도체 패턴(40)과 그 상부의 데이터 배선(60, 64, 65, 66)과의 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.A
접촉층 패턴(55, 56) 위에는 Cr 등으로 이루어진 하부층(62)과 Al 또는 Al-Nd 따위의 도전 물질로 이루어진 상부층(63)의 이중층으로 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선(60), 데이터선(60)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가 받는 데이터 패드(64), 그리고 데이터선(60)의 분지인 박막 트랜지스터의 소스 전극(65) 및 게이트 전극(26)에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(66)을 포함한다.On the
이 때, 드레인 전극(66)의 상부층(63)은 일부분을 제외하고는 제거되어 있다. 또한, 데이터 패드(64) 부분에서도 상부층(63)이 제거되어 있다. 상부층(63)은 데이터 배선(60, 64, 65, 66)의 나머지 부분에서도 하부층(62)보다 폭이 좁게 형성되어 있다. At this time, the
데이터 배선의 위에는 질화규소 등의 절연 물질로 이루어진 보호막(80)이 형성되어 있고, 보호막(80)에는 게이트 패드(24)와 데이터 패드(64) 및 드레인 전극(66)을 노출시키는 접촉구(81, 82, 83)가 형성되어 있다. 이 때, 게이트 패드(24)를 노출시키는 접촉구(82)는 보호막(80) 하부의 게이트 절연막(30)도 관통하고 있다. 한편, 드레인 전극(66)과 데이터 패드(64)를 노출시키는 접촉구(81, 83)는 각각 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(64)의 상부층(63)이 제거되어 있는 부분에 형성되어 있어서 하부층(62)만을 노출시키고 있다. 따라서 데이터 배선(60, 64, 65, 66)의 상부층(63)은 하부층(62)과 보호막(80)에 의하여 모든 부분에서 완전히 둘러싸여 있다.A
보호막(80)의 위에는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(70)과 보조 게이트 패드(73) 및 보조 데이터 패드(74)가 형성되어 있다. 이 때, 화소 전극(70)은 접촉구(81)를 통하여 드레인 전극(66)의 하부층(62)과 연결되어 있고, 보조 게이트 패드(73) 및 보조 데이터 패드(74)는 각각 접촉구(82, 83)를 통하여 게이트 패드(24)의 하부층(21) 및 데이터 패드(64)의 하부층(62)과 연결되어 있다. 이상에서 화소 전극(70) 및 보조 패드(73, 74)를 게이트 패드(24)와 데이터 패드(64) 및 드레인 전극(66)의 상부층(22, 63)이 제거된 부분에서 하부층(21, 62)과만 접촉하도록 하는 것은 알루미늄이나 알루미늄 합금과 ITO가 접촉하면 화학 반응을 일으켜 불량을 일으킬 우려가 있기 때문이다.The
그러면 이러한 구조의 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate having such a structure will be described.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 공정의 중간 단계에서의 기판의 배치도이고, 도 5b와 도 5c는 각각 도 5a의 Ⅴb-Ⅴb'선 및 Ⅴc-Ⅴc'선에 대한 단면도이고, 도 6a는 도 5a 내지 도 5c의 다음 단계에서의 기판 의 배치도이고, 도 6b와 도 6c는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도이다.5A is a layout view of a substrate at an intermediate stage of a process of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 5B and 5C are taken along lines Vb-Vb 'and Vc-Vc' of FIG. 5A, respectively. 6A is a layout view of the substrate in the next step of FIGS. 5A-5C, and FIGS. 6B and 6C are cross-sectional views taken along lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively.
먼저, 도 5a 내지 도 5c에 나타낸 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 크롬(Cr) 등으로 이루어진 하부층(21)과 알루미늄(Al) 또는 알루미늄-네오디늄(Al-Nd)으로 이루어진 상부층(22)을 연속으로 증착하고, 마스크를 사용하여 패터닝함으로써 게이트 배선을 형성한다. 다음, 게이트 절연막(30), 반도체층(40), 접촉층(50)을 화학 기상 증착법을 이용하여 각각 1,500 Å 내지 5,000 Å, 500 Å 내지 1,500 Å, 300 Å 내지 600 Å의 두께로 연속 증착하고, 마스크를 사용하여 접촉층(50)과 반도체층(40)을 함께 패터닝함으로써 게이트 전극(26) 상부에 접촉층(50)과 반도체층(40)의 섬을 형성한다.First, as shown in FIGS. 5A to 5C, a
이어, 도 6a 내지 도 6c에 나타낸 바와 같이, 크롬 등으로 이루어진 하부층(62)과 알루미늄-네오디늄 등으로 이루어진 상부층(63)을 스퍼터링 등의 방법으로 연속 증착하고, 마스크를 사용하여 패터닝함으로써 데이터 배선(60, 64, 65, 66)을 형성한다. 이 때, 데이터 배선(60, 64, 65, 66)은 앞서 설명한 바와 같이, 상부층(63)은 드레인 전극(66) 부분에서 일부만을 남기고 제거되어 있고, 데이터 패드(64) 부분에서도 제거되어 있다. 상부층(63)은 드레인 전극(66) 전체에서 모두 제거될 수도 있다.6A to 6C, the
그러면 이러한 구조의 데이터 배선을 형성하는 방법을 좀 더 상세하게 살펴본다.Next, the method of forming the data wiring of such a structure will be described in more detail.
도 7a와 도 7b는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도로서 도 5a 내지 도 5c의 단계에서 도 6a 내지 도 6c의 단계로 넘어가기 위하여 노광하는 단계를 나타내는 것이고, 도 8a와 도 8b는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도로서 도 7a와 도 7b의 다음 단계에서의 기판의 단면도이고, 도 9a와 도 9b는 각각 도 6a의 Ⅵb-Ⅵb'선 및 Ⅵc-Ⅵc'선에 대한 단면도로서 도 8a와 도 8b의 다음 단계에서의 기판의 단면도이다.7A and 7B are cross sectional views taken along the lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively, to show the step of exposing to move from the steps of FIGS. 5A-5C to the steps of FIGS. 6A-6C. 8A and 8B are cross sectional views taken along the lines VIb-VIb 'and VIc-VIc' of FIG. 6A, respectively, and are cross-sectional views of the substrate in the next steps of FIGS. 7A and 7B, and FIGS. 9A and 9B are respectively FIGS. Cross-sectional views of the VIb-VIb 'lines and the VIc-VIc' lines of Fig. 8A and 8B are cross-sectional views of the substrate in the next steps of Figs. 8A and 8B.
먼저, 도 7a와 도 7b에 나타낸 바와 같이, 크롬 등으로 이루어진 하부층(62)과 알루미늄-네오디늄 등으로 이루어진 상부층(63)을 스퍼터링 등의 방법으로 연속 적층한다. 다음, 감광막(PR)을 도포하기 전에 상부층(63) 표면을 세정하고, 감광막(PR)을 도포한다. 이 때, 감광막(PR)은 양성의 감광막을 5,000 Å 내지 30,000 Å의 두께로 도포하는 것이 바람직하다. First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
이어서, 감광막(PR)을 마스크(4)를 사용하여 노광한다. 이때, 마스크(4)는 투명 기판(1) 위에 덮여 있는 크롬 등으로 이루어진 불투명층(2)으로 인하여 빛을 투과시키지 않는 부분(A)과 투명 기판(1)만으로 이루어져 있어서 빛을 거의 대부분 투과시키는 부분(B) 및 투명 기판(1)에 크롬 등으로 슬릿 패턴(3)이 형성되어 있어서 빛의 일부만을 투과시키는 부분(C)을 가진다. 노광시의 마스크(4)와 박막 트랜지스터 기판(10)의 정렬은 도면에 나타낸 바와 같이, 슬릿 패턴(3)이 형성되어 있는 C 부분을 드레인 전극과 데이터 패드가 형성될 부분에 대응시키고 불투명층(2)이 형성되어 있는 A 부분을 나머지 데이터 배선이 형성될 부분과 대응시킨다. 이러한 상태에서 노광하면 감광막(PR) 중에서 C 부분에 대응된 부분은 표면으로부터 일정 깊이까지만이 빛에 반응하여 고분자가 분해되고 그 밑으로는 고분자가 그대로 남아 있으나, B 부분에 대응된 부분은 하부까지 모두 빛에 반응하여 고분자가 분해된 상태가 된다. 빛에 노출되지 않은 A 부분에 대응된 부분은 고분자가 그대로 남아있다.Next, the photosensitive film PR is exposed using the
이어서, 노광된 감광막(PR)을 현상하면 도 8a 내지 도 8b에 나타낸 바와 같이, 드레인 전극(66) 일부와 데이터 패드(64) 상부에서는 감광막(PR)이 얇게 남고 나머지 데이터 배선(60, 65, 66) 상부에는 감광막(PR)이 두껍게 남는다. 이때, 감광막(PR)의 얇은 부분의 두께는 최초 두께의 약 1/4 내지 1/7 수준 즉 350 Å 내지 10,000 Å 정도, 더욱 바람직하게는, 1,000 Å 내지 6,000 Å가 되도록 하는 것이 좋다. Subsequently, when the exposed photoresist film PR is developed, as shown in FIGS. 8A to 8B, a portion of the
이러한 감광막(PR) 패턴을 하드 베이크(hard bake)하고 애싱(ashing)하여 데이터 배선이 될 부분 이외의 상부층(63)에 잔류하는 감광막(PR) 찌꺼기를 제거한 다음, 감광막(PR) 패턴을 식각 마스크로 하여 상부층(63)을 식각하고 이어서 하부층(62)을 식각하여 데이터 배선(60, 64, 65, 66)의 하부층(62)을 완성한다.The photoresist PR pattern is hard baked and ashed to remove the photoresist PR residue remaining on the
다음, 도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같이, 감광막(PR) 패턴을 다시 한 번 애싱하여 감광막(PR)의 얇은 부분을 제거하여 드레인 전극(66)의 상부층 일부와 데이터 패드의 상부층을 노출시킨다. 이어서, 감광막(PR)을 다시 한 번 하드 베이크하고 노출되어 있는 상부층(63)을 식각한다. 이 때, 감광막(PR)에 의하여 덮여 있는 상부층(63)도 주변부가 약간 식각되어 하부층(62)보다 폭이 좁아지게 된다. Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, the photoresist pattern PR is once again ashed to remove a thin portion of the photoresist film PR to expose a portion of the upper layer of the
다음, 노출되어 있는 접촉층(50)을 식각하여 양편으로 분리함으로써 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 하부의 접촉층 패턴(55, 56)을 완성한다.Next, the exposed
이 때, 감광막(PR) 패턴을 형성한 이후의 과정은 다음과 같이 진행될 수도 있다.In this case, the process after forming the photoresist film PR pattern may be performed as follows.
즉, 하드 베이크를 하지 않고 애싱하여 데이터 배선이 될 부분 이외의 상부층(63)에 잔류하는 감광막(PR) 찌꺼기를 제거한 다음, 감광막(PR) 패턴을 식각 마스크로 하여 상부층(63)을 식각한다. 다음 감광막(PR) 패턴을 애싱하여 감광막(PR) 패턴의 얇은 부분을 제거하고, 남은 감광막(PR) 패턴을 하드 베이크하고 상부층(63) 패턴을 식각 마스크로 하여 하부층(62)을 식각함으로써 데이터 배선(60, 64, 65, 66)의 하부층(62) 패턴을 완성한다. 다음, 감광막(PR) 패턴을 다시 한 번 하드 베이크하고 노출되어 있는 상부층(63)을 식각함으로써 상부층(63) 패턴을 완성한다.That is, the photoresist film PR remaining on the
아래의 표는 이상에서 설명한 데이터 배선을 형성하는 두 가지 방법을 비교하여 나타낸 것이다.The table below compares the two methods of forming the data wiring described above.
제1 방법에서는 1차 상부층 식각 및 하부층 식각시에 발생할 수 있는 감광막(PR)의 들뜸으로 인하여 2차 상부층 식각시에 데이터선부에서 상부층이 단선될 가능성이 있다. 그러나 제2 방법에서는 1차 상부층 식각 공정에서 식각제에 의하여 손상된 표면이 2차 애싱 공정에서 어느 정도 회복되고 하드 베이크 공정에서 감광막(PR)과 상부층과의 접착성이 향상되어 하부층 식각 공정 이후에도 감광막이 들뜨지 않는다.In the first method, the upper layer may be disconnected at the data line part during the second upper layer etching due to the excitation of the photoresist film PR that may occur during the first upper layer etching and the lower layer etching. However, in the second method, the surface damaged by the etchant in the first upper layer etching process is recovered to some extent in the second ashing process, and the adhesion between the photoresist film (PR) and the upper layer is improved in the hard bake process, so that the photoresist film remains after the lower layer etching process. It is not excited
다음, 도 2 내지 도4에 나타낸 바와 같이, 감광막(PR)을 모두 제거하고 질화규소를 CVD 방법으로 증착하여 3,000 Å 이상의 두께를 가지는 보호막(80)을 형성한 후 마스크를 사용하여 보호막(80)과 게이트 절연막(30)을 패터닝하여 접촉창(81, 82, 83)을 포함하는 이들의 패턴을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 2 to 4, all of the photoresist film PR is removed, and silicon nitride is deposited by CVD to form a
마지막으로 ITO 또는 IZO를 증착하고 마스크를 사용하여 패터닝함으로써 화소 전극(70), 보조 게이트 패드(73) 및 보조 데이터 패드(74)를 형성한다.Finally, ITO or IZO is deposited and patterned using a mask to form the
IZO는 Cr 식각제에 의하여 2160~2580Å/min의 식각률로 식각된다. 이는 ITO가 ITO 식각제에 의하여 1050~1450Å/min 정도의 식각률을 나타내는 점과, Cr이 Cr 식각제에 의하여 3000~6000Å/min 정도의 식각률을 나타내는 점을 감안할 때 결코 식각률이 낮은 것은 아니다. 따라서 화소 전극(70) 재료로써 IZO를 사용하면 Cr 식각제를 사용하여 IZO를 패턴할 수 있다. 그런데 상부층을 이루는 Al 또는 Al-Nd는 Cr 식각제에 의하여는 잘 식각되지 않는다. 따라서 상부층이 화소 전극(70) 형성을 위한 식각 공정에서 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이 때, Cr 식각제는 초순수(deionized water)에 CAN(cerium ammonium nitrite)가 약 10.5~10.99wt%, HNO3
가 약 7.8~8.2wt% 포함된 것이다.IZO is etched with Cr etchant at an etching rate of 2160 ~ 2580Å / min. This is because the ITO shows the etching rate of about 1050 ~ 1450Å / min by the ITO etchant, and the Cr has an etching rate of about 3000 ~ 6000Å / min by Cr etchant is never low. Therefore, when IZO is used as the material of the
한편, IZO의 증착은 Ar 183sccm, O2 2.0sccm 중에서 5Kw의 파워(power)를 가하여 진행한다. 증착 두께는 4회 스캔(scan)했을 때 500Å, 11회 스캔했을 때 1400Å이 된다.Meanwhile, the deposition of IZO is performed by applying a power of 5 Kw among Ar 183 sccm and O 2 2.0 sccm. The deposition thickness is 500 kPa when scanned four times and 1400 kPa when scanned 11 times.
이상과 같은 방법으로 박막 트랜지스터 기판을 제조하면 데이터 배선층과 화소 전극층 간의 접촉구를 통한 연결이 양호하게 되며, 데이터 배선이 화소 전극 형성 과정에서 손상되는 것을 방지할 수 있다.When the thin film transistor substrate is manufactured in the above manner, the connection between the data wiring layer and the pixel electrode layer through the contact hole is good, and the data wiring can be prevented from being damaged during the formation of the pixel electrode.
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