KR100742373B1 - 평판 표시 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평판 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘택홀 형성시 정전기 방지 배선이 노출되도록 홀(hole)을 형성하고, 상기 홀을 이용하여 소오스/드레인 전극 패터닝 후 상기 정전기 방지 배선을 건식 식각함으로써, 표시장치에 발생된 정전기를 단순한 공정으로 효과적으로 제거할 수 있는 평판 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판 표시장치, 정전기 방지 배선, 건식 식각, SF6/O2, CF4/O2
Description
도 1은 종래의 평판 표시장치로서, 유기 전계 발광 표시 장치의 TFT 기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 평판 표시장치의 TFT 기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 각 게이트 라인 사이의 정전기 방지 배선을 확대한 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 평판 표시장치를 설명하기 위한 공정 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110, 210, 310. 게이트 라인 120, 220. 데이터 라인
130, 230, 320, 445. 정전기 방지 배선 240. 정전기 방지 회로
330, 457. 홀 400. 절연 기판
410. 버퍼층 420. 반도체층
421. 소오스 영역 423. 채널 영역
425. 드레인 영역 430.게이트 절연막
441. 게이트 전극 451, 455. 콘택홀
460. 도전 물질막 461. 소오스 전극
465. 드레인 전극 470. 보호막
475. 비아홀 480. 하부전극
본 발명은 평판 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘택홀 형성시 정전기 방지 배선이 노출되도록 홀(hole)을 형성하고, 상기 홀을 이용하여 소오스/드레인 전극 패터닝 후 상기 정전기 방지 배선을 건식 식각함으로써, 표시장치에 발생된 정전기를 단순한 공정으로 효과적으로 제거할 수 있는 평판 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시 장치 중 하나인 음극선관(CRT)은 TV를 비롯하여 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인하여 전자제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없다.
이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화의 장점을 가지고 있는 평판 표시 장치가 주목받고 있다. 상기 평판 표시 장치에는 LCD(liquid crystal display), OELD(organic electro luminescence display) 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치는 TFT가 형성되는 TFT 기판과, 적색, 녹색 및 청색의 발광 소자로 구성된다.
상기한 바와 같은 평판 표시 장치는 크게 화소 단위의 신호를 인가하는 TFT가 형성되는 TFT 어레이(array) 공정과, 색상을 구현하기 위한 적색, 녹색 및 청색의 발광 소자를 형성하는 공정, 단위 평판 표시 장치 셀(cell)로 컷팅하는 공정을 통하여 형성된다.
이때, 상기 단위 평판 표시 장치로 컷팅(cell cutting)하는 공정은 TFT 기판 상에 발광 소자를 형성한 후, TFT 기판에 컷팅 라인을 형성하는 스크라이브(scribe) 공정과, 힘을 가하여 상기 컷팅 라인을 따라 상기 TFT 기판을 절단하는 브레이크(break) 공정으로 이루어진다.
이러한 평판 표시 장치의 제조 공정은 대부분 유리 기판 등의 절연 기판 상에서 수행되는데, 이러한 절연 기판은 부도체이므로 순간적으로 발생하는 전하가 기판의 아래로 방전될 수 없어서 정전기에 매우 취약하다. 따라서, 상기 절연 기판 상에 형성된 절연막, TFT 또는 발광소자가 정전기에 의해 손상될 수 있다.
특히, 정전기는 전압은 매우 높지만, 전하량은 매우 낮은 특성을 가지므로 국소적으로 기판을 열화시킨다. 또한, 정전기는 주로 기판을 절단하는 셀 컷팅 공정에서 발생되며, 대부분 게이트 라인 및 데이터 라인의 패드부를 통해 유입되어 TFT의 채널(channel)의 열화를 유발한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 종래 기술에 대하여 설명한다.
도 1은 종래의 평판 표시장치로써, 유기 전계 발광 표시 장치의 TFT 기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 절연 기판 상에 수직 교차되도록 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)이 형성되어 있다. 상기 게이트 라인(110)과 데이터 라인(120)이 교차하여 정의되는 화소 영역 내에는 스위칭 TFT 및 구동 TFT(도시하지 않음)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)의 끝부분에는 다수의 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)을 각각 하나로 묶는 쇼팅 바(shorting bar)라 불리는 정전기 방지 배선(130)이 기판의 에지부에 형성되어 있으며, 상기 정전기 방지 배선(130)은 서로 전기적으로 연결되어 있다.
즉, 모든 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)이 하나로 연결되어, 게이트 라인(110) 또는 데이터 라인(120)에서 정전기가 발생하면, 상기 정전기 방지 배선(130)을 경로로 하여 정전기가 방전된다.
그러나, 상기한 정전기 방지 배선(130)은 각각의 셀(cell)에 신호를 인가하여 평판 표시장치를 작동하기 위하여 단선 되어야 하는데, 종래에는 정전기 방지 배선(130)을 제거하기 위하여 별도의 식각 과정이나 절단 과정을 거쳤으나, 이는 공정이 추가되어 비용이 증가되는 문제점과 과도 식각의 경우 소오스/드레인 전극 및 하부에 형성되어 있는 절연층이 과도 식각되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 콘택홀 형성시 정전기 방지 배선이 노출되도록 홀(hole)을 형성하고, 소오스/드레인 전극 패 터닝시 상기 정전기 방지 배선을 SF6/O2 또는 CF4/O2 가스로 식각하여 단선해 줌으로써, 효과적으로 정전기 발생을 방지할 수 있고 공정을 단순화할 수 있으며 비용을 절감할 수 있는 평판 표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 평판 표시장치의 제조방법은,
발광 영역과 패드부를 구비하는 절연 기판 상에 형성된 다수 개의 게이트 라인과 및 다수 개의 데이터 라인을 형성하는 단계와;
상기 게이트 라인과 테이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역을 형성하는 단계와;
상기 다수 개의 게이트 라인의 끝부분에 형성되어 상기 게이트 라인을 하나로 묶는 정전기 방지 배선을 형성하는 단계; 및
상기 다수 개의 게이트 라인 중 어느 하나의 게이트 라인과 인접 게이트 라인 사이의 정전기 방지 배선은 정전기 방지 배선 컷팅을 위한 홀을 이용하여 상기 각 게이트 라인을 전기적으로 분리하되, 소오스/드레인 전극 형성 후 홀을 이용하여 상기 정전기 방지 배선을 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조방법과,
상기 소오스/드레인 전극은 Ti/Al, Ti/Al/Ti, Ti/Al/Si, Ti/AlSi/Ti, Ti/TiN/Al/Tin/Ti 또는 Ti/TiN/AlSi/TiN/Ti로 형성하는 것을 특징으로 하는 것과,
상기 소오스/드레인 전극은 Cl2 또는 Cl2/BCl3를 이용하여 식각하는 것을 특징으로 하는 것과,
상기 정전기 방지 배선을 제거하는 단계는 소오스/드레인 전극 패터닝 후 홀을 이용하여 제거하는 것을 특징으로 하는 것과,
상기 정전기 방지 배선의 컷팅은 건식 식각으로 하는 것을 특징으로 하는 것과,
상기 정전기 방지 배선의 컷팅은 SF6/O2 또는 CF4/O2로 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전기 방지 배선을 구비하는 평판 표시장치의 TFT 기판을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 발광 영역에 다수 개의 게이트 라인(210)과 다수 개의 데이터 라인(220)이 발광 영역의 외측부까지 연장되어 형성된다. 이때, 상기 다수 개의 게이트 라인(210)은 제 1 방향으로 평행하게 형성되며, 상기 다수 개의 데이터 라인(220)은 상기 제 1 방향과 수직 방향인 제 2 방향으로 평행하게 형성된다.
또한, 상기 발광 영역의 외측부에서 상기 데이터 라인(220)은 정전기 방지 회로(240)와 연결되며, 상기 정전기 방지 회로(240)는 평판 표시 장치의 제조 공정에서 발생할 수 있는 정전기를 방지하는 역할을 한다.
또한, 상기 게이트 라인(210)과 상기 데이터 라인(220)이 교차하여 정의되는 화소 영역 내에는 도면 상에는 도시하지 않았으나, 스위칭 TFT 및 구동 TFT가 형성될 수 있다.
한편, 상기 발광 영역의 외측부, 즉, 상기 발광 영역과 패드부 사이의 영역에서 상기 게이트 라인(210)의 끝부분은 다수의 게이트 라인(210)을 하나로 묶는 쇼팅 바(shorting bar)라 불리는 정전기 방지 배선(230)이 형성되어 있되, 상기 정전기 방지 배선(230)은 평판 표시장치의 제조 공정에서 발생할 수 있는 정전기를 방지하는 역할을 한다.
상기 다수의 게이트 라인 중 어느 하나의 게이트 라인(210)과 인접 게이트 라인(210) 사이의 정전기 방지 배선(230)은 홀(도 3의 330)에 의해 노출되는데, 상기 홀(330)은 콘택홀 형성시 상기 콘택홀과 함께 형성되며 상기 홀(330)은 발광 영역에 형성될 수도 있는데, 소오스/드레인 전극 패터닝 후 상기 홀(330)을 통해 상기 정전기 방지 배선(230)이 식각되게 된다.
도 3은 도 2의 각 게이트 라인 사이의 정전기 방지 배선을 확대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 다수의 게이트 라인 중 어느 하나의 게이트 라인(310)과 인접 게이트 라인(310) 사이의 정전기 방지 배선(320)은 둘 이상의 서로 평행한 라인으로 형성되며, 각각의 라인은 상기 정전기 방지 배선 컷팅을 위한 홀(330)에 의하여 적어도 한 곳 이상 컷팅되어 있다. 이때, 상기 정전기 방지 배선 (320) 컷팅을 위한 홀(330)은 상기 정전기 방지 배선(320)의 폭 이상의 폭을 갖는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정전기 방지 배선을 구비하는 평판 표시장치를 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명에 따른 평판 표시장치는 유리나 합성 수지, 스테인레스 스틸 등의 재질로 이루어진 절연 기판(400) 상에 소정의 두께로 선택적으로 버퍼층(buffer layer; diffusion barrier)(410)을 형성한다. 이때, 상기 버퍼층(410)은 후속 공정으로 형성되는 비정질 실리콘의 결정화 공정시 상기 기판(400) 내의 불순물이 확산되는 것을 방지하는데, PECVD, LPCVD, 스퍼터링(sputtering) 등의 방법을 통해 증착한다.
다음으로, 상기 버퍼층(410)의 상부에 PECVD, LPCVD, 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 소정의 두께로 비정질 실리콘(amorphous Si)을 증착한 후, 상기 비정질 실리콘을 결정화하고 사진 식각공정으로 패터닝하여 반도체층(420)을 형성하며, 상기 절연 기판(400) 상의 전체 표면 상부에 게이트 절연막(430)을 증착한다. 이때, 상기 게이트 절연막(430)은 실리콘산화막(SiO2), 실리콘질화막(SiNx) 또는 그 적층구조를 사용하여 형성할 수 있다. 상기 결정화하는 방법으로 바람직하게는 ELA, MIC, MILC, SLS, SPC 등의 결정화 공정이 사용된다.
상기 반도체층(420) 상에 게이트 절연막(430)을 증착하고, 상기 게이트 절연막(430) 상에 도전성 금속막을 증착한 후, 상기 도전성 금속막을 패터닝하여 게이 트 전극(441)을 형성한다. 상기 게이트 전극(441)은 적어도 하나 이상의 도전막으로 이루어진다. 예를 들면, Mo, MoW 또는 MoW/AlNd의 이중 도전막으로 이루어지는 게이트 전극(441)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 게이트 전극(441)을 형성함과 동시에 상기 게이트 전극 물질과 동일한 물질로 이루어지는 정전기 방지 배선(445)을 형성한다. 상기 정전기 방지 배선(445)은 평판 표시 장치의 제조 공정에서 발생할 수 있는 정전기를 방지하기 위한 것이다.
그런 다음, 상기 게이트 전극(441)을 마스크로 하여 상기 반도체층(420)에 소정의 도전형을 갖는 불순물을 도핑하여 소오스/드레인 영역(421, 425)을 형성한다. 상기 반도체층(420) 중 소오스/드레인 영역(421, 425) 사이의 불순물이 도핑되지 않은 영역은 TFT의 채널 영역(423)으로 작용한다.
도 4b를 참조하면, 게이트 전극(441), 상기 정전기 방지 배선(445)을 형성한 후, 상기 절연 기판(400) 전면에 층간 절연막(450)을 형성하고, 패터닝하여 상기 소오스/드레인 영역(421, 425)의 일부분을 노출시키는 콘택홀(451, 455)과 상기 정전기 방지 배선(445)의 일부분을 노출시키는 홀(457)을 형성한다.
이때, 상기 콘택홀(451, 455)을 형성함과 동시에, 상기 정전기 방지 배선(445)을 노출시키는 홀(457)를 형성한다. 또한, 상기 홀(457)의 폭은 상기 정전기 방지 배선(445)의 폭과 동일하거나 상기 정전기 방지 배선(445)의 폭보다 큰 것이 바람직하다.
이는 이후에 형성되는 소오스/드레인 전극(461, 465)을 형성하는 공정과 동 시에 상기 홀(457)에 의하여 노출되는 상기 정전기 방지 배선(445)을 식각 제거함으로써, 각 게이트 라인을 전기적으로 절연시키기 위함이다.
도 4c를 참조하면, 상기 콘택홀(451, 455) 및 정전기 방지 배선(445)를 노출시키는 홀(457)를 형성한 후, 상기 절연 기판(400) 전면에 소정의 도전 물질을 증착하여 도전 물질막(460)을 형성한다.
도 4d를 참조하면, 상기 소정의 도전 물질막(460)을 형성한 후, 상기 도전 물질막(460)을 식각하여 소오스/드레인 전극(461, 465)을 형성한다.
이때, 상기 소오스/드레인 전극(461, 465)을 형성함과 동시에 상기 홀(457)에 의하여 노출된 정전기 방지 배선(445) 또한 일괄 식각하여 제거하는데, 상기 콘택홀(451)을 통해 소오스 영역(421)에 연결되는 소오스 전극(461)과 콘택홀(455)을 통해 드레인 영역(425)에 연결되는 드레인 전극(465)을 형성한다. 이때, 상기 소오스/드레인 전극(461, 465)을 형성하는 도전 물질로는 몰리텅스텐(MoW), 알루미늄-네오디뮴(Al-Nd) 또는 Ti/Al, Ti/Al/Ti, Ti/Al/Si, Ti/AlSi/Ti, Ti/TiN/Al/Tin/Ti, Ti/TiN/AlSi/TiN/Ti 등이 사용될 수 있으며, 상기 소오스/드레인 전극(461, 465)은 Cl2 또는 Cl2/BCl3를 이용하여 식각할 수 있다.
이어서, 상기 소오스/드레인 전극(461, 465)을 식각한 후, SF6, SF6/O2 또는 CF4/O2를 이용하여 정전기 방지 배선(도 4c의 445)을 건식 식각한다. SF6나 CF4는 Ti를 식각하는 비율이 매우 느리며, 특히 Al의 경우는 전혀 식각하지 않기 때문에 소오스/드레인 전극(461, 465)이 식각에 의해 폭이 줄어드는 문제를 방지할 수 있다. 본 발명에서와 같이 건식 식각을 하지 않고 소오스/드레인 전극(461, 465) 형성 후, 습식 식각으로 정전기 방지 배선(445)을 제거할 때에는 Ti의 하부에 형성되어 있는 Al층이 과도하게 식각되는 문제가 발생하게 된다.
도 4e를 참조하면, 상기 소오스/드레인 전극(461, 465)을 형성한 후, 상기 절연 기판(400) 전면에 보호막(470)을 형성하고 식각하여, 상기 소오스/드레인 전극(461, 465) 중 어느 하나, 예를 들면 상기 드레인 전극(465)의 일부분을 노출시키는 비아홀(475)을 형성한다.
그 다음, 상기 비아홀(475)을 통하여 상기 드레인 전극(465)과 전기적으로 연결되는 하부전극(480)을 형성한다. 상기 하부 전극(480)은 절연 기판(400) 상에 반사막과 상기 반사막 상에 투명전극으로 형성될 수 있는데, 상기 반사막은 후속 공정에서 형성되는 유기막(도시하지 않음)에서 나오는 빛을 절연 기판(400)과 반대 방향으로 반사시키기 위하여 형성한다. 여기서, 상기 하부전극(480)은 애노드 전극으로 작용한다.
이때, 반사막의 물질로는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 탈륨(Ta)의 단일 금속 및 이들의 합금 등이 사용되고 있으며, 상기 하부전극(480)의 투명 전극의 구성 물질로는 일함수가 높은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등이 사용될 수 있고, 반사 효율 및 일함수 등을 고려하여 알루미늄(Al) 또는 이의 합금과 ITO가 가장 폭 넓게 사용되고 있다.
이후에는 도면 상에는 도시하지 않았으나, 일반적인 평판 표시 장치의 제조 공정을 수행하여 평판 표시 장치를 형성한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 콘택홀 형성시 정전기 방지 배선이 노출되도록 홀(hole)을 형성하고, 소오스/드레인 전극 패터닝 후 상기 정전기 방지 배선을 SF6/O2 또는 CF4/O2로 식각하여 단선해 줌으로써, 효과적으로 정전기 발생을 방지할 수 있고 공정을 단순화할 수 있으며 비용을 절감할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (6)
- 발광 영역과 패드부를 구비하는 절연 기판 상에 형성된 다수 개의 게이트 라인과 및 다수 개의 데이터 라인을 형성하는 단계와;상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역을 형성하는 단계와;상기 다수 개의 게이트 라인의 끝부분에 형성되어 상기 게이트 라인을 하나로 묶는 정전기 방지 배선을 형성하는 단계; 및상기 다수 개의 게이트 라인 중 어느 하나의 게이트 라인과 인접 게이트 라인 사이의 정전기 방지 배선은 정전기 방지 배선 컷팅을 위한 홀을 이용하여 상기 각 게이트 라인을 전기적으로 분리하되, 소오스/드레인 전극 형성 후 홀을 이용하여 상기 정전기 방지 배선을 컷팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 소오스/드레인 전극은 Ti/Al, Ti/Al/Ti, Ti/Al/Si, Ti/AlSi/Ti, Ti/TiN/Al/Tin/Ti 또는 Ti/TiN/AlSi/TiN/Ti 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 소오스/드레인 전극은 Cl2 또는 Cl2/BCl3를 이용하여 식각하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 정전기 방지 배선의 컷팅은 건식 식각으로 하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 정전기 방지 배선의 컷팅은 SF6/O2 또는 CF4/O2로 하는 것을 특징으로 하는 평판 표시장치의 제조방법.
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