KR100750913B1 - Method for manufacturing wiring and thin film transistor substrate for liquid crystal display device including the wiring and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
먼저, 알루미늄 계열의 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 기판 위에 게이트선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 포함하는 가로 방향의 게이트 배선을 형성한다. 다음, 게이트 절연막을 형성하고, 그 상부에 반도체층 및 저항 접촉층을 차례로 형성한다. 이어, 알루미늄 계열의 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 게이트선과 교차하는 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 이어, 보호막을 적층하고 패터닝하여 드레인 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드를 각각 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 이어 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금을 포함하는 금속막을 적층하고 어닐링한 다음 금속막을 제거하여 접촉 구멍을 통하여 드러난 드레인 전극 게이트 패드 및 데이터 패드의 상부에 버퍼층을 형성한다. 이어, IZO를 적층하고 패터닝하여 버퍼층을 통하여 드레인 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드와 각각 연결되는 화소 전극, 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드를 형성한다. First, an aluminum-based conductive material is stacked and patterned to form a horizontal gate line including a gate line, a gate electrode, and a gate pad on a substrate. Next, a gate insulating film is formed, and a semiconductor layer and an ohmic contact layer are sequentially formed thereon. Next, an aluminum-based conductive material is stacked and patterned to form a data line including a data line, a source electrode, a drain electrode, and a data pad crossing the gate line. Subsequently, the protective film is stacked and patterned to form contact holes that expose the drain electrode, the gate pad, and the data pad, respectively. Subsequently, a metal film including chromium or molybdenum or molybdenum alloy is stacked and annealed, and then the metal film is removed to form a buffer layer on the drain electrode gate pad and the data pad exposed through the contact hole. Subsequently, the IZO is stacked and patterned to form pixel electrodes, auxiliary gate pads, and auxiliary data pads respectively connected to the drain electrode, the gate pad, and the data pad through the buffer layer.
알루미늄, IZO, 크롬, 접촉 특성Aluminum, IZO, Chrome, Contact Properties
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고, 1 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 1 taken along the line II-II.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고, 3 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 4 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 3 taken along the line IV-IV.
도 5a, 6a, 7a, 8a 및 9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 중간 과정에서의 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,5A, 6A, 7A, 8A, and 9A are layout views of a thin film transistor substrate in an intermediate process of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 5b는 도 5a에서 Vb-Vb' 선을 따라 절단한 단면도이고,5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb ′ in FIG. 5A;
도 6b는 도 6a에서 VIb-VIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 5b의 다 음 단계를 도시한 단면도이고, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ in FIG. 6A, and is a cross-sectional view illustrating the following steps of FIG. 5B;
도 7b는 도 7a에서 VIIb-VIIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 6b의 다음 단계를 도시한 단면도이고, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb ′ in FIG. 7A and illustrating the next step in FIG. 6B;
도 8b는 도 8a에서 VIIIb-VIIIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 7b의 다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb ′ in FIG. 8A and is a cross-sectional view showing the next step in FIG. 7B;
도 9b는 도 9a에서 IXb-IXb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 8b의 다음 단계를 도시한 단면도이고, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IXb-IXb 'of FIG. 9A and illustrates the next step of FIG. 8B;
도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 중간 과정에서 도 8a의 다음 단계를 도시한 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,FIG. 10A is a layout view of a thin film transistor substrate illustrating a next step of FIG. 8A in an intermediate process of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention; FIG.
도 10b는 도 10a에서 Xb-Xb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 8b의 다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line Xb-Xb 'in FIG. 10A and illustrates the next step of FIG. 8B;
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,11 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 12 및 도 13은 도 11에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 XII-XII' 선 및 XIII-XIII'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,12 and 13 are cross-sectional views of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 11 taken along lines XII-XII 'and XIII-XIII',
도 14a는 본 발명의 제3 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,14A is a layout view of a thin film transistor substrate at a first stage of manufacture in accordance with a third embodiment of the present invention;
도 14b 및 14c는 각각 도 14a에서 XIVb-XIVb' 선 및 XIVc-XIVc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이며,14B and 14C are cross-sectional views taken along the lines XIVb-XIVb ′ and XIVc-XIVc ′ in FIG. 14A, respectively.
도 15a 및 15b는 각각 도 14a에서 XIVb-Xb' 선 및 XIVc-XIVc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서, 도 14b 및 도 14c 다음 단계에서의 단면도이고,15A and 15B are cross-sectional views taken along the XIVb-Xb 'line and the XIVc-XIVc' line in FIG. 14A, respectively, and are cross-sectional views in the next steps of FIGS. 14B and 14C;
도 16a는 도 15a 및 15b 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,FIG. 16A is a layout view of a thin film transistor substrate in the next steps of FIGS. 15A and 15B;
도 16b 및 16c는 각각 도 16a에서 XVIb-XVIb' 선 및 XVIc-XVIc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이며,16B and 16C are cross-sectional views taken along lines XVIb-XVIb 'and XVIc-XVIc', respectively, of FIG. 16A.
도 17a, 18a, 19a와 도 17b, 18b, 19b는 각각 도 16a에서 XVIb-XVIb' 선 및 XVIc-XVIc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 16b 및 16c 다음 단계들을 공정 순서에 따라 도시한 것이고,17A, 18A, 19A and 17B, 18B, and 19B are cross-sectional views taken along the lines XVIb-XVIb 'and XVIc-XVIc' in FIG. 16A, respectively, illustrating the following steps in the order of the process. ,
도 20a는 도 19a 및 19b 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,20A is a layout view of a thin film transistor substrate in the next steps of FIGS. 19A and 19B;
도 20b 및 20c는 각각 도 20a에서 XXb-XXb' 선 및 XXc-XXc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 20B and 20C are cross-sectional views taken along the lines XXb-XXb 'and XXc-XXc' of FIG. 20A, respectively.
도 21a는 도 20a의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,FIG. 21A is a layout view of a thin film transistor substrate at a next step of FIG. 20A,
도 21b 및 21c는 각각 도 21a에서 XXIb-XXIb' 선 및 XXIc-XXIc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 21B and 21C are cross-sectional views taken along the lines XXIb-XXIb 'and XXIc-XXIc', respectively, in FIG. 21A.
본 발명은 배선의 제조 방법 및 그 배선을 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of a wiring, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device including the wiring, and a manufacturing method thereof.
일반적으로 반도체 장치에서 배선은 신호가 전달되는 수단으로 사용되므로 신호 지연을 최소화하는 것이 요구된다.In general, the wiring in the semiconductor device is used as a means for transmitting a signal, it is required to minimize the signal delay.
이때, 신호 지연을 방지하기 위하여 배선은 저저항을 가지는 금속 물질, 특히 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy) 등과 같은 알루미늄 계열의 금속 물질을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 알루미늄 계열의 배선은 물리적 또는 화학적인 특성이 약하기 때문에 반도체 소자의 단자와 연결될 때 부식이 발생하여 반도체 소자의 특성을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 이러한 접촉 특성을 개선하기 위해서는 배선을 알루미늄 계열로 형성할 때 다른 금속을 개재할 수 있으나, 다층의 배선을 형성하기 위해서는 서로 다른 식각액이 필요할 뿐 아니라 여러 번의 식각 공정이 필요하게 되어 제조 공정이 복잡해진다.In this case, in order to prevent signal delay, the wiring is generally made of a metal material having a low resistance, particularly an aluminum-based metal material such as aluminum (Al) or aluminum alloy (Al alloy). However, since the aluminum-based wiring has weak physical or chemical properties, corrosion occurs when the terminal is connected to the terminal of the semiconductor device, thereby deteriorating the characteristics of the semiconductor device. In order to improve such contact characteristics, wiring may be interposed with other metals when forming an aluminum series. However, in order to form a multilayer wiring, not only different etching solutions are required but also multiple etching processes are required, which makes the manufacturing process complicated. .
한편, 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.On the other hand, the liquid crystal display device is one of the most widely used flat panel display devices, and consists of two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer inserted therebetween. The display device controls the amount of light transmitted by rearranging.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 두 기판에 전극이 각각 형성되어 있고 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터를 가지고 있는 액정 표시 장치이며, 박막 트랜지스터는 두 기판 중 하나에 형성되는 것이 일반적이다.Among the liquid crystal display devices, a liquid crystal display device having a thin film transistor for forming an electrode on each of two substrates and switching a voltage applied to the electrode is generally used. The thin film transistor is generally formed on one of two substrates.
이러한 액정 표시 장치에서도, 신호 지연을 방지하기 위하여 배선은 저저항 을 가지는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy) 등과 같은 저저항 물질을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 액정 표시 장치에서와 같이 투명한 도전 물질인 ITO(indium tin oxide)를 사용하여 화소 전극을 형성하거나 패드부의 신뢰성을 확보하는 경우에 알루미늄 계열의 금속과 ITO의 접촉 특성이 좋지 않아 몰리브덴 계열 또는 크롬 등의 다른 금속을 개재하지만, 접촉부에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 제거해야 하므로 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 가지고 있다.In such a liquid crystal display device, in order to prevent signal delay, the wiring generally uses a low resistance material such as aluminum (Al) or aluminum alloy (Al alloy) having a low resistance. However, in the case of forming a pixel electrode using ITO (indium tin oxide), which is a transparent conductive material as in a liquid crystal display, or securing the pad part reliability, aluminum-based metal and ITO have poor contact characteristics, and thus molybdenum-based or chrome Intervening with other metals, such as aluminum, or aluminum alloy in the contact portion has to be removed, so the manufacturing process is complicated.
한편, 액정 표시 장치를 제조 방법 중에서, 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 기판은 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통하여 제조하는 것이 일반적이다. 이때, 생산 비용을 줄이기 위해서는 마스크의 수를 적게 하는 것이 바람직하다. On the other hand, in the manufacturing method of the liquid crystal display device, the substrate on which the thin film transistor is formed is generally manufactured through a photolithography process using a mask. At this time, it is preferable to reduce the number of masks in order to reduce the production cost.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저저항 물질로 이루어진 동시에 우수한 접촉 특성을 가지는 배선의 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for manufacturing a wiring made of a low resistance material and having excellent contact characteristics.
본 발명의 다른 과제는 우수한 접촉 특성을 가지는 배선을 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device including a wiring having excellent contact characteristics and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 다른 과제는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 단순화하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to simplify the manufacturing method of the thin film transistor substrate for liquid crystal display devices.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 배선의 제조 방법에서는 배선의 상부에 금속간의 컴파운드층(intermetallic compound layer)을 형성하거나 금속간의 접촉층을 형성한다.In order to solve this problem, in the manufacturing method of the wiring according to the present invention, an intermetallic compound layer or an intermetallic contact layer is formed on the wiring.
본 발명에 따른 배선의 제조 방법에서는, 우선 기판 상부에 제1 금속층 적층한 다음, 제2 금속층을 적층한다. 이어, 어닐링(annealing)으로 열처리 공정을 실시하여 제1 및 제2 금속층 사이에 금속간의 컴파운드층을 형성한 후, 제2 금속층을 제거한다.In the manufacturing method of the wiring which concerns on this invention, a 1st metal layer is first laminated | stacked on a board | substrate, and a 2nd metal layer is laminated | stacked. Subsequently, an annealing process is performed to form a compound layer between metals between the first and second metal layers, and then the second metal layer is removed.
이때, 제1 금속층은 알루미늄 계열의 도전 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 제2 금속층은 전이 금속(transistion metal)로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the first metal layer is preferably formed of an aluminum-based conductive material, and the second metal layer is preferably formed of a transition metal.
또한, 어닐링 공정은 200~400℃ 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to perform an annealing process in 200-400 degreeC.
여기서, 제1 금속층 상부에 절연막을 형성하고, 패터닝하여 접촉 구멍을 형성한 다음 제2 금속층을 형성하여 접촉 구멍을 통하여 드러난 제1 금속층의 상부에만 금속간의 컴파운드층을 형성할 수도 있다. Here, an insulating layer may be formed on the first metal layer, patterned to form a contact hole, and then a second metal layer may be formed to form a compound layer between the metal only on the upper part of the first metal layer exposed through the contact hole.
본 발명에 따른 배선의 제조 방법에서는 접촉 구멍을 통하여 드러난 금속간의 컴파운드층을 통하여 제1 금속층과 연결되는 도전층을 절연막의 상부에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing a wiring according to the present invention may further include forming a conductive layer connected to the first metal layer on the insulating layer through the compound layer between the metals exposed through the contact hole.
여기서, 도전층은 알루미늄 계열의 도전층과 배터리 반응(battary reaction)이 일어나지 않는 투명한 도전 물질인 겻이 좋다.Herein, the conductive layer may be a transparent conductive material having no battery reaction with the aluminum-based conductive layer.
이러한 본 발명에 따른 배선의 제조 방법은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에도 적용할 수 있다.Such a method for manufacturing a wiring according to the present invention can be applied to a method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.
본 발명에 따르면, 절연 기판 위에 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 게이트선 및 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 게이트 절연막을 형성한다. 이어, 게이트 절연막 상부에 반도체층을 형성하고, 게이트선과 교차하는 데이터선, 데이터선과 연결되어 있으며 게이트 전극에 인접하는 소스 전극 및 게이트 전극에 대하여 소스 전극의 맞은 편에 위치하는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 이어, 보호막을 적층하고 패터닝하여 드레인 전극을 드러내는 제1 접촉 구멍을 형성하고, 드러난 드레인 전극의 상부에 제1 금속간의 컴파운드층을 형성한다. 마지막으로, 보호막 상부에 제1 금속간의 컴파운드층을 통하여 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성한다. According to the present invention, a conductive material is stacked and patterned on an insulating substrate to form a gate wiring including a gate line and a gate electrode connected to the gate line, and to form a gate insulating film. Subsequently, a semiconductor layer is formed on the gate insulating layer, and the data line includes a data line crossing the gate line, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode adjacent to the gate electrode and positioned opposite to the source electrode with respect to the gate electrode. Form the wiring. Subsequently, a protective film is laminated and patterned to form a first contact hole exposing the drain electrode, and a compound layer between the first metals is formed on the exposed drain electrode. Finally, a pixel electrode connected to the drain electrode is formed on the passivation layer through the compound layer between the first metals.
여기서, 제1 금속간의 컴파운드층은, 금속막을 적층하고, 어닐링하여 열처리 공정을 실시하여 금속간의 컴파운드층을 형성한 다음, 금속막만을 전면 식각을 통하여 제거하여 형성한다. 이때, 금속막은 전이 금속을 포함하며, 어닐링은 200~400℃ 범위에서 실시하는 것이 바람직하다.Here, the compound layer between the first metals is formed by laminating a metal film, performing annealing to form a compound layer between the metals, and then removing only the metal film through the entire surface etching. At this time, the metal film contains a transition metal, and the annealing is preferably carried out in the range of 200 ~ 400 ℃.
또한, 제1 접촉 구멍을 형성한 다음, 식각액을 이용한 건식 세정 또는 플라스마를 이용한 건식 세정을 실시하여 접촉 구멍을 통하여 드러난 부분을 세정하는 것이 좋다.In addition, after the first contact hole is formed, it is preferable to perform dry cleaning using an etching solution or dry cleaning using plasma to clean the portion exposed through the contact hole.
도전 물질 및 데이터 배선은 알루미늄 계열의 금속을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the conductive material and the data wiring include an aluminum-based metal.
게이트 배선은 외부로부터 주사 신호를 전달받아 게이트선으로 전달하는 게이트 패드를 더 포함하며, 데이터 배선은 외부로부터 영상 신호를 전달받을 데이터선으로 전달하는 데이터 패드를 더 포함하며, 보호막은 데이터 패드 및 게이트 절연막과 함께 게이트 패드를 드러내는 제2 및 제3 접촉 구멍을 가지며, 게이트 패드 및 데이터 패드 상부에 제1 금속간의 컴파운드층과 동일한 층으로 제2 및 제3 금속간의 컴파운드층을 더 형성하며, 화소 전극과 동일한 층에 제2 및 제3 접촉 구멍을 통하여 제2 및 제3 금속간의 컴파운드층과 각각 연결되는 보조 게이트 패드와 보조 데이터 패드를 더 형성할 수 있다.The gate line further includes a gate pad that receives a scan signal from the outside and transmits the scan signal to the gate line, and the data wire further includes a data pad that transmits an image signal from the outside to a data line, and the protective layer includes a data pad and a gate. And a second electrode and a third contact hole exposing the gate pad together with the insulating layer, and further forming a compound layer between the second and third metal on the gate pad and the data pad with the same layer as the compound layer between the first metal and the pixel electrode. An auxiliary gate pad and an auxiliary data pad connected to the compound layer between the second and third metals may be further formed on the same layer as each other through the second and third contact holes.
이때, 화소 전극은 IZO로 형성하는 것이 좋다.In this case, the pixel electrode may be formed of IZO.
데이터 배선 및 반도체층은 부분적으로 두께가 다른 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 형성할 수 있으며, 감광막 패턴은 제1 두께를 가지는 제1 부분, 제1 두께보다 두꺼운 제2 부분, 두께를 가지지 않으며 제1 및 제2 부분을 제외한 제3 부분을 포함하는 것이 바람직하다.The data line and the semiconductor layer may be formed by a photolithography process using a photoresist pattern having a partially different thickness, and the photoresist pattern may include a first portion having a first thickness, a second portion thicker than the first thickness, and no thickness. It is preferable to include the third portion except for the first and second portions.
사진 식각 공정에서 감광막 패턴은 제1 영역, 제1 영역보다 낮은 투과율을 가지는 제2 영역 및 제1 영역보다 높은 투과율을 가지는 제3 영역을 포함하는 광마스크를 이용하여 형성할 수 있다.In the photolithography process, the photoresist pattern may be formed using an optical mask including a first region, a second region having a lower transmittance than the first region, and a third region having a higher transmittance than the first region.
사진 식각 공정에서 제1 부분은 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이, 상기 제2 부분은 상기 데이터 배선 상부에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.In the photolithography process, the first portion may be positioned between the source electrode and the drain electrode, and the second portion may be positioned above the data line.
제1 내지 제3 영역의 투과율을 다르게 조절하기 위해서 광마스크에는 반투명막 또는 노광기의 분해능보다 작은 슬릿 패턴이 형성될 수 있다.In order to control the transmittance of the first to third regions differently, a slit pattern smaller than the resolution of the translucent film or the exposure machine may be formed in the photomask.
제1 부분의 두께는 제2 부분의 두께에 대하여 1/2 이하로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The thickness of a 1st part is 1/2 or less with respect to the thickness of a 2nd part, The manufacturing method of the thin film transistor substrate for liquid crystal display devices.
반도체층과 데이터 배선 사이에 저항성 접촉층을 더 포함할 수 있으며, 데이터 배선과 접촉층 및 반도체층을 하나의 마스크를 사용하여 형성할 수 있다.An ohmic contact layer may be further included between the semiconductor layer and the data line, and the data line, the contact layer, and the semiconductor layer may be formed using one mask.
본 발명에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에는, 기판 위에 가로 방향으로 뻗어 있는 주사 신호를 전달되는 게이트선과 게이트선의 일부인 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선을 덮고 있는 게이트 절연막 위에는 반도체로 이루어진 반도체 패턴이 형성되어 있으며, 반도체 패턴 또는 게이트 절연막 위에는 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선, 데이터선의 분지인 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극, 소스 전극과 분리되어 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선 및 반도체 패턴 위에는 드레인 전극을 드러내는 제1 접촉 구멍을 가지는 보호막 패턴이 형성되어 있으며, 제1 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극 상부에는 제1 금속간의 컴파운드층이 형성되어 있으며, 보호막 패턴 위에는 접촉 구멍을 통하여 제1 컴파운드층과 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.In the thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the present invention, a gate line including a gate line through which a scan signal extending in a horizontal direction is transmitted and a gate electrode of a thin film transistor that is part of the gate line are formed. A semiconductor pattern made of a semiconductor is formed on the gate insulating film covering the gate wiring, and a data line extending in the vertical direction on the semiconductor pattern or the gate insulating film is separated from the source electrode and the source electrode of the thin film transistor which are branches of the data line. The data line including the drain electrode of the thin film transistor facing the source electrode is formed. A passivation layer pattern having a first contact hole exposing the drain electrode is formed on the data line and the semiconductor pattern. A compound layer between the first metals is formed on the drain electrode through the first contact hole, and a contact hole is formed on the passivation layer pattern. A pixel electrode connected to the first compound layer is formed through the pixel compound.
게이트 배선은 게이트선에 연결되어 외부로부터 신호를 전달받는 게이트 패드를 더 포함하고, 데이터 배선은 데이터선에 연결되어 외부로부터 신호를 전달받는 데이터 패드를 더 포함하며, 보호막 패턴은 및 게이트 절연막은 게이트 패드 및 데이터 패드를 노출시키는 제2 및 제3 접촉 구멍을 가지고 있으며, 제2 및 제3 접촉 구멍을 통하여 게이트 패드 및 데이터 패드 상부에 형성되어 있는 제2 및 제3 금속간의 컴파운드층을 더 포함하며, 제2 및 제3 접촉 구멍을 통하여 제2 및 제3 금속간의 컴파운드층과 연결되며 화소 전극과 동일한 층으로 형성되어 있는 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드를 더 포함할 수 있다.The gate wiring further includes a gate pad connected to the gate line to receive a signal from the outside, and the data wiring further includes a data pad connected to the data line to receive a signal from the outside. And a second and third contact hole exposing the pad and the data pad, the compound layer further comprising a compound layer between the second and third metal formed on the gate pad and the data pad through the second and third contact holes. The semiconductor device may further include an auxiliary gate pad and an auxiliary data pad connected to the compound layer between the second and third metals through the second and third contact holes and formed of the same layer as the pixel electrode.
여기서, 화소 전극은 투명한 도전성 물질인 IZO로 이루어진 것이 좋으며, 게이트 배선 및 데이터 배선은 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 것이 좋으며, 제1 금속간의 컴파운드층은 전이 금속을 포함하는 것이 바람직하다.The pixel electrode may be made of IZO, which is a transparent conductive material. The gate wiring and the data wiring may be made of an aluminum-based metal, and the compound layer between the first metals may include a transition metal.
반도체 패턴과 상기 데이터 배선 사이에 형성되어 있으며, 불순물로 고농도로 도핑되어 있는 저항성 접촉층 패턴을 더 포함할 수 있다.The semiconductor device may further include an ohmic contact layer pattern formed between the semiconductor pattern and the data line and heavily doped with impurities.
데이터 배선은 반도체 패턴의 상부에만 형성될 수 있으며, 접촉층 패턴은 데이터 배선과 동일한 형태를 가질 수 있으며, 반도체 패턴은 채널부를 제외하면 데이터 배선과 동일한 모양일 수 있다.The data line may be formed only on the upper portion of the semiconductor pattern, the contact layer pattern may have the same shape as the data line, and the semiconductor pattern may have the same shape as the data line except for the channel portion.
여기서, 금속간의 컴파운드층을 대신하여 전이 금속을 포함하는 접촉 개선층을 형성할 수도 있다.Here, a contact improving layer containing a transition metal may be formed in place of the compound layer between the metals.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 배선의 제조 방법 및 그 배선을 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Then, with reference to the accompanying drawings, a method for manufacturing a wiring according to an embodiment of the present invention, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device including the wiring, and a method for manufacturing the same, the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It will be described in detail to be easily carried out by those who have.
반도체 장치, 특히 신호를 전달하는 배선으로는 신호의 지연을 최소화하기 위하여 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 알루미늄 계열의 금속 물질이 적합하다. 이때, 배선은 외부로부터 신호를 받거나, 외부로 신호를 전달하기 위해 반도체 소자의 단자와 연결되어야 하는데, 제조 과정에서 다른 물질과 접촉할 때 쉽게 부식되지 않아야 한다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 배선의 제조 방법에서는, 우선 기판 상부에 제1 및 제2 금속층을 차례로 적층하고 어닐링(annealing)으로 열처리 공정을 실시하여 제1 및 제2 금속층 사이에 금속간의 컴파운드층을 형성한 후, 제2 금속층을 제거한다.As a semiconductor device, particularly a wiring for transmitting a signal, an aluminum-based metal material having a low resistivity of 15 μΩcm or less is suitable to minimize signal delay. At this time, the wiring should be connected to the terminal of the semiconductor device in order to receive a signal from the outside, or to transmit a signal to the outside, it should not be easily corroded when contacting other materials in the manufacturing process. To this end, in the manufacturing method of the wiring according to the embodiment of the present invention, first, the first and second metal layers are sequentially stacked on the substrate, and the heat treatment process is performed by annealing to form an intermetallic compound between the first and second metal layers. After the layer is formed, the second metal layer is removed.
이때, 제1 금속층은 알루미늄 계열의 도전 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 제2 금속층은 전이 금속(transistion metal)으로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, the first metal layer is preferably formed of an aluminum-based conductive material, and the second metal layer is preferably formed of a transition metal.
또한, 어닐링 공정은 200~400℃ 범위에서 실시하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to perform an annealing process in 200-400 degreeC.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선의 제조 방법에서는, 제1 금속층을 적층하고, 그 상부에 절연막을 형성한다. 이어, 절연막을 패터닝하여 패터닝하여 제1 금속층의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 이어, 다음 제2 금속층을 적층하고 어닐링하여 접촉 구멍을 통하여 드러난 제1 금속층의 상부에만 금속간의 컴파운드층을 형성한다. 이어, 접촉 구멍을 통하여 드러난 금속간의 컴파운드층을 통하여 제1 금속층과 연결되는 도전층을 절연막의 상부에 형성한다.In the method for manufacturing a wiring according to another embodiment of the present invention, the first metal layer is laminated, and an insulating film is formed thereon. Subsequently, the insulating film is patterned and patterned to form contact holes exposing a part of the first metal layer. Subsequently, the second metal layer is then laminated and annealed to form a compound layer between the metals only on top of the first metal layer exposed through the contact holes. Next, a conductive layer connected to the first metal layer is formed on the insulating film through the compound layer between the metals exposed through the contact hole.
여기서, 도전층은 알루미늄 계열의 도전층과 배터리 반응(battary reaction)이 일어나지 않는 IZO(indium zinc oxide) 등과 같이 투명한 도전 물질인 겻이 좋다.The conductive layer may be a transparent conductive material, such as indium zinc oxide (IZO), in which a battery reaction does not occur with the aluminum-based conductive layer.
이러한 본 발명에 따른 배선의 제조 방법은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에도 적용할 수 있다.Such a method for manufacturing a wiring according to the present invention can be applied to a method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다. First, a structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고, 도 2는 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시 한 단면도이다.1 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate shown in FIG. 1 taken along the line II-II.
절연 기판(10) 위에 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 금속 물질로 이루어진 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22), 게이트선(22)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가받아 게이트선으로 전달하는 게이트 패드(24) 및 게이트선(22)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26)을 포함한다. A gate wiring made of an aluminum-based metal material having low resistance is formed on the insulating
기판(10) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(30)이 게이트 배선(22, 24, 26)을 덮고 있으며, 게이트 절연막(30)은 이후에 형성되는 보호막(70)과 함께 게이트 패드(24)를 드러내는 접촉 구멍(74)을 가진다.On the
게이트 전극(24)의 게이트 절연막(30) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(40)이 섬 모양으로 형성되어 있으며, 반도체층(40)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항 접촉층(54, 56)이 각각 형성되어 있다.A
저항 접촉층(54, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 데이터 배선(62, 64, 66, 68)이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(62), 데이터선(62)의 분지이며 저항 접촉층(54)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(64), 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 있으며 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(68), 소스 전극(64)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26)에 대하여 소스 전극(64)의 반대쪽 저항 접촉층(56) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66)을 포함한다.On the resistive contact layers 54 and 56 and the
데이터 배선(62, 64, 66, 68)은 알루미늄 계열의 단일막으로 형성하는 것이 바람직하지만, 이중층이상으로 형성될 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 만드는 것이 바람직하다. 그 예로는 Cr/Al(또는 Al 합금) 또는 Al/Mo 등을 들 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 데이터 배선(62, 64, 66, 68)은 Cr의 하부막(601)과 알루미늄 합금의 상부막(602)으로 형성되어 있다. The data lines 62, 64, 66, and 68 are preferably formed of a single film of aluminum series, but may be formed of two or more layers. In the case of forming more than two layers, it is preferable that one layer is made of a material having a low resistance and the other layer is made of a material having good contact properties with other materials. Examples thereof include Cr / Al (or Al alloy) or Al / Mo. In the embodiment of the present invention, the data lines 62, 64, 66, and 68 may be formed of the
데이터 배선(62, 64, 66, 68) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(40) 상부에는 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)에는 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68)를 각각 드러내는 접촉 구멍(76, 78)이 각각 형성되어 있으며, 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(24)를 드러내는 접촉 구멍(74)이 형성되어 있다.The
접촉 구멍(74, 76, 78)을 통하여 게이트 패드(24), 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68) 각각의 상부에는 금속간의 컴파운드층(94, 96, 98)이 형성되어 있다. 여기서, 금속간의 컴파운드층(94, 96, 98)은 이후에 형성되는 IZO(indium zinc oxide)의 화소 배선(82, 86, 88)과 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 게이트 패드(24) 및 드레인 전극(66)과 데이터 패드(68)의 상부막(602)과의 접촉 특성을 향상시키기 위한 층으로서 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 등과 같은 전이 금속(transistion metal)을 포함한다.Intermetallic compound layers 94, 96, and 98 are formed on the
보호막(70) 위에는 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극(66) 상부의 금속간의 컴파운드층(96)과 연결되어 있으며 화소에 위치하는 화소 전극(82)과 접촉 구멍(74, 78)을 통하여 각각 게이트 패드(24) 및 데이터 패드(68) 상부의 금속간의 컴파운드층(94, 98)과 연결되어 있는 보조 게이트 패드(86) 및 보조 데이터 패드(88)를 포함하며, IZO로 이루어진 화소 배선이 형성되어 있다.The
여기서, 화소 전극(82)은 도1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 게이트선(22)과 중첩되어 유지 축전기를 이루며, 유지 용량이 부족한 경우에는 게이트 배선(22, 24, 26)과 동일한 층에 유지 용량용 배선을 추가할 수도 있다.1 and 2, the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 구조에서는 저저항을 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 게이트 배선(22, 24, 26) 및 데이터 배선(82, 84, 86, 88)을 포함하고 있어 대화면 고정세의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 또한, 동시에 게이트 패드(24), 데이터 패드(68) 및 드레인 전극(66)과 IZO로 이루어진 보조 게이트 패드(86), 보조 데이터 패드(88) 및 화소 전극(82)은 각각 이들의 접촉 특성을 향상시키기 위한 금속간의 컴파운드층(94, 98, 96)을 통하여 각각 접촉되어 있어 접촉부에서 알루미늄 계열의 금속이 부식되는 것을 방지하여 패드부를 포함하는 접촉부의 신뢰성을 확보할 수 있다. In the structure according to the embodiment of the present invention, the low resistance includes the gate wirings 22, 24, and 26 and the data wirings 82, 84, 86, and 88, which are made of aluminum-based metal, so that the liquid crystal display having a high resolution is large. Applicable to the device. At the same time, the
한편, 본 발명의 제1 실시예에서는 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 등의 전이 금속을 포함하는 금속간의 컴파운드층(94, 96, 98)이 각각 접촉 구멍(74, 76, 78)의 안쪽에 데이터 배선의 상부막(602)인 알루미늄 계열의 금속막과 게이트 패드(24), 데이터 패드(68) 및 드레인 전극(66) 상부에 형성되어 있지 만, 전이 금속층으로 이루어진 접촉 개선층이 접촉 구멍(74, 76, 78)을 덮는 모양으로 형성될 수 있으며, 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.On the other hand, in the first embodiment of the present invention, the compound layers 94, 96, and 98 between metals containing transition metals such as chromium, molybdenum, or molybdenum alloys each have data wirings inside the contact holes 74, 76, and 78, respectively. Although the
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고, 도 4는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.3 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate shown in FIG. 3 taken along line IV-IV.
도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 대부분의 구조는 도 1 및 도 2와 같이 제1 실시예와 유사하다.As shown in Figures 3 and 4, most of the structure is similar to the first embodiment as shown in Figures 1 and 2.
하지만, 접촉 개선층(94, 96, 98) 각각은 접촉 구멍(74, 76, 78)을 덮는 모양으로 형성되어 있으며, 보조 게이트 패드(86), 화소 전극(82) 및 데이터 패드(98)는 각각 접촉 개선층(94, 96, 98)을 완전히 덮도록 형성되어 있다.However, each of the contact enhancement layers 94, 96, and 98 is formed to cover the contact holes 74, 76, and 78, and the
그러면, 이러한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 구조의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 1 내지 도 4와 도 3a 내지 도 10b를 참고로 하여 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having a structure according to the first and second embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 3A to 10B.
먼저, 도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 기판(10) 위에 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 도전막을 2,500Å 정도의 두께로 적층하고 패터닝하여 게이트선(22), 게이트 전극(26) 및 게이트 패드(24)를 포함하는 가로 방향의 게이트 배선을 형성한다. First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a low-resistance aluminum-based conductive film is laminated and patterned on the
다음, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(30), 비정질 규소로 이루어진 반도체층(40), 도핑된 비정질 규소층(50)의 삼층막을 연속하여 적층하고 마스크를 이용한 패터닝 공정으로 반도체층(40)과 도핑된 비정질 규소층(50)을 패터닝하여 게이트 전극(24)과 마주하는 게이트 절연막(30) 상부에 섬 모양의 반도체층(40)과 저항 접촉층(50)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
다음, 도 7a 내지 도 7b에 도시한 바와 같이, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 크롬 등으로 이루어진 하부막(601)을 300Å 이상의 두께로, 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 상부막(602)을 2,500Å 정도의 두께로 각각 차례로 적층한 후, 마스크를 이용한 사진 공정으로 패터닝하여 게이트선(22)과 교차하는 데이터선(62), 데이터선(62)과 연결되어 게이트 전극(26) 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(64), 데이터선(62)은 한쪽 끝에 연결되어 있는 데이터 패드(68) 및 소스 전극(64)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(66)과 마주하는 드레인 전극(66)을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 여기서, 상부막(602) 및 하부막(601)은 모두 습식 식각으로 식각할 수 있으며, 상부막(602)은 습식 식각으로 식각하고 하부막(601)은 건식 식각으로 식각할 수 있다. Next, as shown in FIGS. 7A to 7B, the
이어, 데이터 배선(62, 64, 66, 68)으로 가리지 않는 도핑된 비정질 규소층 패턴(50)을 식각하여 게이트 전극(26)을 중심으로 양쪽으로 분리시키는 한편, 양쪽의 도핑된 비정질 규소층(54, 56) 사이의 반도체층 패턴(40)을 노출시킨다. 이어, 노출된 반도체층(40)의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라스마를 실시하는 것이 바람직하다.Subsequently, the doped amorphous
다음으로, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 질화 규소 또는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(70)을 적층한 후 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 게이트 절연막(30)과 함께 건식 식각으로 패터닝하여, 게이트 패드(24), 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68)를 노출시키는 접촉 구멍(74, 76, 78)을 형성한다. 이어, 접촉 구멍(74, 76, 78)을 통하여 노출된 게이트 패드(24) 및 드레인 전극(66)과 데이터 패드(68)의 상부막(602)의 표면을 건식 세정한다. 이때, 사용하는 기체로는 SF6/O2 등을 들 수 있다. Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, a
다음, 도 9a 및 도 9b에서 보는 바와 같이, 기판(10)의 상부에 IZO와 알루미늄 계열의 금속과의 접촉 특성을 향상시킬 수 있는 금속간의 컴파운드층을 형성하기 위해 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 티타늄등의 전이 금속막을 200Å 이상의 두께로 적층한다. 이어, 200~400℃ 정의 범위에서 어닐링을 실시하여 접촉 구멍(74, 76, 78)을 통하여 노출된 게이트 패드(24) 및 드레인 전극(66)과 데이터 패드(68)의 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 상부막(602) 상부에 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 티타늄 등의 전이 금속을 포함하는 금속간의 컴파운드층(94, 96, 98)을 각각 형성한 후, 금속막을 전면 식각을 통하여 제거한다. 이때, 금속막은 제거되지만, 어닐링을 통하여 형성된 금속간의 컴파운드(94, 96, 98)은 남게 된다. 본 발명의 실시예에서는 300Å 정도의 두께로 전이 금속막을 적층하고 300℃ 정도에서 30분 동안 어닐링 공정을 실시하였으며, 이때 형성된 금속간의 컴파운드층(84, 96, 98)의 두께는 60Å 이하로 형성되었다.Next, as shown in FIGS. 9A and 9B, chromium, molybdenum or molybdenum alloys, or titanium, are formed on the
여기서, 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 상부막(602)과 전이 금속막 사이에 형성하는 금속간의 컴파운드층(94, 96, 98)을 좋게 형성하기 위해서는, 보호막(70)을 건식 식각하여 접촉 구멍(74, 76, 78)을 형성한 다음, 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 상부막(602)의 표면을 식각액을 이용한 습식 세정을 실시하거나 플라스마를 이용한 건식 세정을 실시하는 것이 바람직하다.Here, in order to form a good compound layer (94, 96, 98) between the metal formed between the
한편, 제2 실시예와 같이 접촉 개선층(94, 96, 98)을 형성하는 경우에는, 도 10a 및 도 10b에서 보는 바와 같이, 전이 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속막을 적층한 다음, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 접촉 개선층(94, 96, 98)을 형성한다.On the other hand, in the case of forming the contact improvement layers 94, 96, and 98 as in the second embodiment, as shown in FIGS. 10A and 10B, a metal film made of a transition metal or an alloy thereof is laminated, and then a mask is applied. The contact enhancement layers 94, 96, and 98 are formed by the photolithography process.
여기서, 제1 실시예와 같이 형성하는 경우에는 마스크를 사용하지 않아도 되지만, 제2 실시예와 같이 형성하는 경우에는 하나의 마스크를 추가로 사용해야한다.In this case, the mask is not required to be formed as in the first embodiment, but one mask is additionally used to be formed as in the second embodiment.
다음, 마지막으로 도 1 및 2와 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, IZO막을 적층하고 마스크를 이용한 패터닝을 실시하여 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극(66) 상부의 금속간의 컴파운드층 또는 접촉 개선층(96)과 연결되는 화소 전극(82)과 접촉 구멍(74, 78)을 통하여 게이트 패드(24) 및 데이터 패드(68) 상부의 금속간의 컴파운드층 또는 접촉 개선층(94, 98)과 각각 연결되는 보조 게이트 패드(86) 및 보조 데이터 패드(88)를 각각 형성한다.Next, as shown in FIGS. 1 and 2 and 3 and 4, the IZO film is laminated and patterned using a mask to form a compound layer between the metals on the upper portion of the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법에서는 IZO막을 적층하기 전에 게IZO와 알루미늄 계열의 금속 사이의 접촉 특성을 향상시키기 위하여 금속간의 컴파운드층 또는 접촉 개선층(94, 96, 98)을 형성한다. 따라서, 패드를 포함한 접촉부에서 발생하는 부식을 방지하여 접촉부의 신뢰성을 확보할 수 있다.In the manufacturing method according to the exemplary embodiment of the present invention, the compound layer or the
이러한 방법은 앞에서 설명한 바와 같이, 5매 또는 6매의 마스크를 이용하는 제조 방법에 적용할 수 있지만, 4매 마스크를 이용하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에서도 동일하게 적용할 수 있다. 이에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.As described above, the method can be applied to a manufacturing method using five or six masks, but the same method can be applied to a manufacturing method of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device using four masks. This will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 도 11 내지 도 12를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 4매 마스크를 이용하여 완성된 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단위 화소 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, a unit pixel structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device completed using four masks according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 11 to 12.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 12 및 도 13은 각각 도 7에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 XII-XII' 선 및 XIII-XIII' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.11 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 12 and 13 are lines XII-XII 'and XIII-XIII', respectively, of the thin film transistor substrate shown in FIG. A cross-sectional view taken along the line.
먼저, 절연 기판(10) 위에 제1 실시예와 동일하게 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 게이트선(22), 게이트 패드(24) 및 게이트 전극(26)을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 그리고, 게이트 배선은 기판(10) 상부에 게이트선(22)과 평행하며 상판의 공통 전극에 입력되는 공통 전극 전압 따위의 전압을 외부로부터 인가 받는 유지 전극(28)을 포함한다. 유지 전극(28)은 후술할 화소 전극(82)과 연결된 유지 축전기용 도전체 패턴(68)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이루며, 후술할 화소 전극(82)과 게이트선(22)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성하지 않을 수도 있다.First, a gate line including a
게이트 배선(22, 24, 26, 28) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 게이트 배선(22, 24, 26, 28)을 덮고 있다.A
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위의 반도체로 이루어진 반도체 패턴(42, 48)이 형성되어 있으며, 반도체 패턴(42, 48) 위에는 인(P) 따위의 n형 불순물로 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 따위로 이루어진 저항성 접촉층(ohmic contact layer) 패턴 또는 중간층 패턴(55, 56, 58)이 형성되어 있다.
저항성 접촉층 패턴(55, 56, 58) 위에는 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 도전 물질로 이루어진 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선(62), 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(64), 그리고 데이터선(62)의 분지인 박막 트랜지스터의 소스 전극(65)으로 이루어진 데이터선부를 포함하며, 또한 데이터선부(62, 64, 65)와 분리되어 있으며 게이트 전극(26) 또는 박막 트랜지스터의 채널부(C)에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(66)과 유지 전극(28) 위에 위치하고 있는 유지 축전기용 도전체 패턴(68)도 포함한다. 유지 전극(28)을 형성하지 않을 경우 유지 축전기용 도전체 패턴(68) 또한 형성하지 않는다.On the ohmic
데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)도 게이트 배선(22, 24, 26, 28)과 마찬가지로 단일층으로 형성될 수도 있지만, 제1 실시예와 유사하게 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 탄탈륨 또는 티타늄을 포함하는 이중막으로 형성될 수도 있다. The data lines 62, 64, 65, 66, 68 may also be formed in a single layer like the gate lines 22, 24, 26, 28, but similarly to the first embodiment, chromium or molybdenum or molybdenum alloys or tantalum Or it may be formed of a double film containing titanium.
접촉층 패턴(55, 56, 58)은 그 하부의 반도체 패턴(42, 48)과 그 상부의 데 이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)의 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 하며, 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)과 완전히 동일한 형태를 가진다. 즉, 데이터선부 중간층 패턴(55)은 데이터선부(62, 64, 65)와 동일하고, 드레인 전극용 중간층 패턴(56)은 드레인 전극(66)과 동일하며, 유지 축전기용 중간층 패턴(58)은 유지 축전기용 도전체 패턴(68)과 동일하다.The
한편, 반도체 패턴(42, 48)은 박막 트랜지스터의 채널부(C)를 제외하면 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68) 및 저항성 접촉층 패턴(55, 56, 57)과 동일한 모양을 하고 있다. 구체적으로는, 유지 축전기용 반도체 패턴(48)과 유지 축전기용 도전체 패턴(68) 및 유지 축전기용 접촉층 패턴(58)은 동일한 모양이지만, 박막 트랜지스터용 반도체 패턴(42)은 데이터 배선 및 접촉층 패턴의 나머지 부분과 약간 다르다. 즉, 박막 트랜지스터의 채널부(C)에서 데이터선부(62, 64, 65), 특히 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 분리되어 있고 데이터선부 중간층(55)과 드레인 전극용 접촉층 패턴(56)도 분리되어 있으나, 박막 트랜지스터용 반도체 패턴(42)은 이곳에서 끊어지지 않고 연결되어 박막 트랜지스터의 채널을 생성한다.The
데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68) 위에는 보호막(70)이 형성되어 있으며, 보호막(70)은 드레인 전극(66), 데이터 패드(64) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)을 드러내는 접촉구멍(71, 73, 74)을 가지고 있으며, 또한 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(24)를 드러내는 접촉 구멍(72)을 가지고 있다. 보호막(70)은 질화규소나 아크릴계 따위의 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다. The
제1 실시예와 유사하게 접촉 구멍(71, 72, 73, 74)을 통하여 드러난 드레인 전극(66), 게이트 패드(24), 데이터 패드(64) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)의 상부에는 금속간의 컴파운드층(91, 92, 93, 94)이 형성되어 있다. Similarly to the first embodiment, the upper portion of the
보호막(70) 위에는 박막 트랜지스터로부터 화상 신호를 받아 상판의 전극과 함께 전기장을 생성하는 화소 전극(82)이 형성되어 있다. 화소 전극(82)은 IZO(indium tin oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지며, 접촉 구멍(71)을 통하여 드레인 전극(66) 상부의 금속간의 컴파운드층(91)과 물리적·전기적으로 연결되어 화상 신호를 전달받는다. 화소 전극(82)은 또한 이웃하는 게이트선(22) 및 데이터선(62)과 중첩되어 개구율을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다. 또한 화소 전극(82)은 접촉 구멍(74)을 통하여 유지 축전기용 도전체 패턴(68) 상부의 버퍼층(94)과도 연결되어 도전체 패턴(68)으로 화상 신호를 전달한다. 한편, 게이트 패드(24) 및 데이터 패드(64) 상부의 금속간의 컴파운드층(92, 93) 위에는 접촉 구멍(72, 73)을 통하여 각각 이들과 연결되는 보조 게이트 패드(84) 및 보조 데이터 패드(86)가 형성되어 있으며, 이들은 패드(24, 64)와 외부 회로 장치와의 접착성을 보완하고 패드를 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니며, 이들의 적용 여부는 선택적이다.On the
여기에서는 화소 전극(82)의 재료의 예로 투명한 IZO를 들었으나, ITO(indium tin oxide) 또는 투명한 도전성 폴리머(polymer) 등으로 형성할 수도 있으며, 반사형 액정 표시 장치의 경우 불투명한 도전 물질을 사용하여도 무방하다.Here, the transparent IZO is mentioned as an example of the material of the
그러면, 도 11 내지 도 13의 구조를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스 터 기판을 4매 마스크를 이용하여 제조하는 방법에 대하여 상세하게 도 11 내지 도 13과 도 14a 내지 도 21c를 참조하여 설명하기로 한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having the structure of FIGS. 11 to 13 using four masks will be described in detail with reference to FIGS. 11 to 13 and FIGS. 14A to 21C. Shall be.
먼저, 도 14a 내지 14c에 도시한 바와 같이, 제1 실시예와 동일하게 제1 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 기판(10) 위에 게이트선(22), 게이트 패드(24), 게이트 전극(26) 및 유지 전극(28)을 포함하며, 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 게이트 배선을 형성한다. First, as shown in FIGS. 14A to 14C, the
다음, 도 15a 및 15b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(30), 반도체층(40), 중간층(50)을 화학 기상 증착법을 이용하여 각각 1,500 Å 내지 5,000 Å, 500 Å 내지 2,000 Å, 300 Å 내지 600 Å의 두께로 연속 증착하고, 이어 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 금속으로 도전체층(60)을 스퍼터링 등의 방법으로 1,500 Å 내지 3,000 Å의 두께로 증착한 다음 그 위에 감광막(110)을 1 μm 내지 2 μm의 두께로 도포한다.Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, the
그 후, 제2 마스크를 통하여 감광막(110)에 빛을 조사한 후 현상하여 도 16b 및 16c에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(112, 114)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(112, 114) 중에서 박막 트랜지스터의 채널부(C), 즉 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 사이에 위치한 제1 부분(114)은 데이터 배선부(A), 즉 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)이 형성될 부분에 위치한 제2 부분(112)보다 두께가 작게 되도록 하며, 기타 부분(B)의 감광막은 모두 제거한다. 이 때, 채널부(C)에 남아 있는 감광막(114)의 두께와 데이터 배선부(A)에 남아 있는 감광막(112)의 두께의 비는 후에 후술할 식각 공정에서의 공정 조건에 따라 다르게 하여야 하되, 제1 부분(114)의 두께를 제2 부분(112)의 두께의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 4,000 Å 이하인 것이 좋다.Thereafter, the
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있으며, A 영역의 빛 투과량을 조절하기 위하여 주로 슬릿(slit)이나 격자 형태의 패턴을 형성하거나 반투명막을 사용한다.As such, there may be various methods of varying the thickness of the photoresist layer according to the position. In order to control the light transmittance in the A region, a slit or lattice-shaped pattern is mainly formed or a translucent film is used.
이때, 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선 폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 슬릿의 폭은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투명막을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 때 투과율을 조절하기 위하여 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다.In this case, the line width of the pattern located between the slits or the interval between the patterns, that is, the width of the slits, is preferably smaller than the resolution of the exposure machine used for exposure, and in the case of using a translucent film, the transmittance is different in order to control the transmittance when fabricating a mask. A thin film having a thickness or a thin film may be used.
이와 같은 마스크를 통하여 감광막에 빛을 조사하면 빛에 직접 노출되는 부분에서는 고분자들이 완전히 분해되며, 슬릿 패턴이나 반투명막이 형성되어 있는 부분에서는 빛의 조사량이 적으므로 고분자들은 완전 분해되지 않은 상태이며, 차광막으로 가려진 부분에서는 고분자가 거의 분해되지 않는다. 이어 감광막을 현상하면, 고분자 분자들이 분해되지 않은 부분만이 남고, 빛이 적게 조사된 중앙 부분에는 빛에 전혀 조사되지 않은 부분보다 얇은 두께의 감광막이 남길 수 있다. 이때, 노광 시간을 길게 하면 모든 분자들이 분해되므로 그렇게 되지 않도록 해야 한다. When the light is irradiated to the photosensitive film through such a mask, the polymers are completely decomposed at the part directly exposed to the light, and the polymers are not completely decomposed because the amount of light is small at the part where the slit pattern or the translucent film is formed. In the area covered by, the polymer is hardly decomposed. Subsequently, when the photoresist film is developed, only a portion where the polymer molecules are not decomposed is left, and a thin photoresist film may be left at a portion where the light is not irradiated at a portion less irradiated with light. In this case, if the exposure time is extended, all molecules are decomposed, so it should not be so.
이러한 얇은 두께의 감광막(114)은 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 감광막을 이용하고 빛이 완전히 투과할 수 있는 부분과 빛이 완전히 투과할 수 없는 부분으로 나뉘어진 통상적인 마스크로 노광한 다음 현상하고 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않는 부분으로 감광막의 일부를 흘러내리도록 함으로써 형성할 수도 있다.The
이어, 감광막 패턴(114) 및 그 하부의 막들, 즉 도전체층(60), 중간층(50) 및 반도체층(40)에 대한 식각을 진행한다. 이때, 데이터 배선부(A)에는 데이터 배선 및 그 하부의 막들이 그대로 남아 있고, 채널부(C)에는 반도체층만 남아 있어야 하며, 나머지 부분(B)에는 위의 3개 층(60, 50, 40)이 모두 제거되어 게이트 절연막(30)이 드러나야 한다.Subsequently, etching is performed on the
먼저, 도 17a 및 17b에 도시한 것처럼, 기타 부분(B)의 노출되어 있는 도전체층(60)을 제거하여 그 하부의 중간층(50)을 노출시킨다. 이 과정에서는 건식 식각 또는 습식 식각 방법을 모두 사용할 수 있으며, 이때 도전체층(60)은 식각되고 감광막 패턴(112, 114)은 거의 식각되지 않는 조건하에서 행하는 것이 좋다. 그러나, 건식 식각의 경우 도전체층(60)만을 식각하고 감광막 패턴(112, 114)은 식각되지 않는 조건을 찾기가 어려우므로 감광막 패턴(112, 114)도 함께 식각되는 조건하에서 행할 수 있다. 이 경우에는 습식 식각의 경우보다 제1 부분(114)의 두께를 두껍게 하여 이 과정에서 제1 부분(114)이 제거되어 하부의 도전체층(60)이 드러나는 일이 생기지 않도록 한다.First, as shown in FIGS. 17A and 17B, the exposed
도전체층(60)이 Mo 또는 MoW 합금, Al 또는 Al 합금, Ta 중 어느 하나인 경우에는 건식 식각이나 습식 식각 중 어느 것이라도 가능하다. 그러나 Cr은 건식 식각 방법으로는 잘 제거되지 않기 때문에 도전체층(60)이 Cr이라면 습식 식각만을 이용하는 것이 좋다. 도전체층(60)이 Cr인 습식 식각의 경우에는 식각액으로 CeNHO3을 사용할 수 있고, 도전체층(60)이 Mo나 MoW인 건식 식각의 경우의 식각 기체로는 CF4와 HCl의 혼합 기체나 CF4와 O2의 혼합 기체를 사용할 수 있으며 후자의 경우 감광막에 대한 식각비도 거의 비슷하다.When the
이렇게 하면, 도 17a 및 도 17b에 나타낸 것처럼, 채널부(C) 및 데이터 배선부(B)의 도전체층, 즉 소스/드레인용 도전체 패턴(67)과 유지 축전기용 도전체 패턴(68)만이 남고 기타 부분(B)의 도전체층(60)은 모두 제거되어 그 하부의 중간층(50)이 드러난다. 이때 남은 도전체 패턴(67, 68)은 소스 및 드레인 전극(65, 66)이 분리되지 않고 연결되어 있는 점을 제외하면 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)의 형태와 동일하다. 또한 건식 식각을 사용한 경우 감광막 패턴(112, 114)도 어느 정도의 두께로 식각된다.In this way, as shown in Figs. 17A and 17B, only the conductor layers of the channel portion C and the data wiring portion B, that is, the
이어, 도 18a 및 18b에 도시한 바와 같이, 기타 부분(B)의 노출된 중간층(50) 및 그 하부의 반도체층(40)을 감광막의 제1 부분(114)과 함께 건식 식각 방법으로 동시에 제거한다. 이 때의 식각은 감광막 패턴(112, 114)과 중간층(50) 및 반도체층(40)(반도체층과 중간층은 식각 선택성이 거의 없음)이 동시에 식각되며 게이트 절연막(30)은 식각되지 않는 조건하에서 행하여야 하며, 특히 감광막 패턴(112, 114)과 반도체층(40)에 대한 식각비가 거의 동일한 조건으로 식각하는 것이 바람직하다. 예를 들어, SF6과 HCl의 혼합 기체나, SF6과 O2의 혼합 기체를 사용하면 거의 동일한 두께로 두 막을 식각할 수 있다. 감광막 패턴(112, 114)과 반도체층(40)에 대한 식각비가 동일한 경우 제1 부분(114)의 두께는 반도체 층(40)과 중간층(50)의 두께를 합한 것과 같거나 그보다 작아야 한다.Subsequently, as shown in FIGS. 18A and 18B, the exposed
이렇게 하면, 도 18a 및 18b에 나타낸 바와 같이, 채널부(C)의 제1 부분(114)이 제거되어 소스/드레인용 도전체 패턴(67)이 드러나고, 기타 부분(B)의 중간층(50) 및 반도체층(40)이 제거되어 그 하부의 게이트 절연막(30)이 드러난다. 한편, 데이터 배선부(A)의 제2 부분(112) 역시 식각되므로 두께가 얇아진다. 또한, 이 단계에서 반도체 패턴(42, 48)이 완성된다. 도면 부호 57과 58은 각각 소스/드레인용 도전체 패턴(67) 하부의 중간층 패턴과 유지 축전기용 도전체 패턴(68) 하부의 중간층 패턴을 가리킨다.This removes the
이어 애싱(ashing)을 통하여 채널부(C)의 소스/드레인용 도전체 패턴(67) 표면에 남아 있는 감광막 찌꺼기를 제거한다.Subsequently, ashing removes photoresist residue remaining on the surface of the source /
다음, 도 19a 및 19b에 도시한 바와 같이 채널부(C)의 소스/드레인용 도전체 패턴(67) 및 그 하부의 소스/드레인용 중간층 패턴(57)을 식각하여 제거한다. 이 때, 식각은 소스/드레인용 도전체 패턴(67)과 중간층 패턴(57) 모두에 대하여 건식 식각만으로 진행할 수도 있으며, 소스/드레인용 도전체 패턴(67)에 대해서는 습식 식각으로, 중간층 패턴(57)에 대해서는 건식 식각으로 행할 수도 있다. 전자의 경우 소스/드레인용 도전체 패턴(67)과 중간층 패턴(57)의 식각 선택비가 큰 조건하에서 식각을 행하는 것이 바람직하며, 이는 식각 선택비가 크지 않을 경우 식각 종점을 찾기가 어려워 채널부(C)에 남는 반도체 패턴(42)의 두께를 조절하기가 쉽지 않기 때문이다. 예를 들면, SF6과 O2의 혼합 기체를 사용하여 소스/드레인용 도전 체 패턴(67)을 식각하는 것을 들 수 있다. 습식 식각과 건식 식각을 번갈아 하는 후자의 경우에는 습식 식각되는 소스/드레인용 도전체 패턴(67)의 측면은 식각되지만, 건식 식각되는 중간층 패턴(57)은 거의 식각되지 않으므로 계단 모양으로 만들어진다. 중간층 패턴(57) 및 반도체 패턴(42)을 식각할 때 사용하는 식각 기체의 예로는 앞에서 언급한 CF4와 HCl의 혼합 기체나 CF4와 O2의 혼합 기체를 들 수 있으며, CF4와 O2를 사용하면 균일한 두께로 반도체 패턴(42)을 남길 수 있다. 이때, 도 15b에 도시한 것처럼 반도체 패턴(42)의 일부가 제거되어 두께가 작아질 수도 있으며 감광막 패턴의 제2 부분(112)도 이때 어느 정도의 두께로 식각된다. 이때의 식각은 게이트 절연막(30)이 식각되지 않는 조건으로 행하여야 하며, 제2 부분(112)이 식각되어 그 하부의 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)이 드러나는 일이 없도록 감광막 패턴이 두꺼운 것이 바람직함은 물론이다.Next, as illustrated in FIGS. 19A and 19B, the source /
이렇게 하면, 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 분리되면서 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)과 그 하부의 접촉층 패턴(55, 56, 58)이 완성된다.In this way, the
마지막으로 데이터 배선부(A)에 남아 있는 감광막 제2 부분(112)을 제거한다. 그러나, 제2 부분(112)의 제거는 채널부(C) 소스/드레인용 도전체 패턴(67)을 제거한 후 그 밑의 중간층 패턴(57)을 제거하기 전에 이루어질 수도 있다.Finally, the
앞에서 설명한 것처럼, 습식 식각과 건식 식각을 교대로 하거나 건식 식각만을 사용할 수 있다. 후자의 경우에는 한 종류의 식각만을 사용하므로 공정이 비교적 간편하지만, 알맞은 식각 조건을 찾기가 어렵다. 반면, 전자의 경우에는 식각 조건을 찾기가 비교적 쉬우나 공정이 후자에 비하여 번거로운 점이 있다.As mentioned earlier, wet and dry etching can be alternately used or only dry etching can be used. In the latter case, since only one type of etching is used, the process is relatively easy, but it is difficult to find a suitable etching condition. On the other hand, in the former case, the etching conditions are relatively easy to find, but the process is more cumbersome than the latter.
이와 같이 하여 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)을 형성한 후, 도 20a 내지 20c에 도시한 바와 같이 질화규소를 CVD 방법으로 증착하거나 유기 절연 물질을 스핀 코팅하여 3,000 Å 이상의 두께를 가지는 보호막(70)을 형성한다. 이어 제3 마스크를 이용하여 보호막(70)을 게이트 절연막(30)과 함께 식각하여 드레인 전극(66), 게이트 패드(24), 데이터 패드(64) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)을 각각 드러내는 접촉 구멍(71, 72, 73, 74)을 형성한다.After the data wirings 62, 64, 65, 66, and 68 are formed in this manner, as shown in FIGS. 20A to 20C, silicon nitride is deposited by CVD or spin-coated an organic insulating material to have a thickness of 3,000 Å or more. The
이어, 도 21a 내지 21c에 도시한 바와 같이, SF6/O2 또는 CF4/O2 또는 BCl3/Cl2 또는 BCl3/HBR2 등의 기체를 이용하여 플라스마 상태에서 접촉 구멍(71, 72, 73, 74)을 통하여 드러난 드레인 전극(66), 게이트 패드(24), 데이터 패드(64) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)을 건식 세정을 실시한 다음, 기판(10)의 상부에 제1 실시예와 같이 전이 금속막을 적층하고 어닐링하고 전면 식각을 통하여 금속막만을 제거하여 접촉 구멍(71, 72, 73, 74)을 통하여 드러난 드레인 전극(66), 게이트 패드(24), 데이터 패드(64) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)을 각각 드러내는 알루미늄 계열의 금속막 상부에 전이 금속을 포함하는 금속간의 컴파운드층(91, 92, 93, 94)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 21A to 21C, contact holes 71 and 72 in a plasma state using a gas such as SF 6 / O 2 or CF 4 / O 2 or BCl 3 / Cl 2 or BCl 3 / HBR 2 . Dry clean the
마지막으로, 도 11 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 400 Å 내지 500 Å 두께의 IZO층을 증착하고 제4 마스크를 사용하여 식각하여 금속간의 컴파운드층(91, 94)을 통하여 드레인 전극(66) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)과 연결된 화소 전극(82), 금속간의 컴파운드층(92)을 통하여 게이트 패드(24)와 연결된 보조 게이트 패드(84) 및 금속간의 컴파운드층(93)을 통하여 데이터 패드(64)와 연결된 보조 데이터 패드(86)를 형성한다.Finally, as shown in FIGS. 11 to 13, the IZO layer having a thickness of 400 kV to 500 kV is deposited and etched using a fourth mask to drain the
이러한 본 발명의 제3 실시예에서는 제1 실시예에 따른 효과뿐만 아니라 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)과 그 하부의 접촉층 패턴(55, 56, 58) 및 반도체 패턴(42, 48)을 하나의 마스크를 이용하여 형성하고 이 과정에서 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 분리하여 제조 공정을 단순화할 수 있다. In the third embodiment of the present invention, in addition to the effects according to the first embodiment, the data wirings 62, 64, 65, 66, and 68 and the
이러한 본 발명의 실시예에서는 알루미늄 계열의 금속과 IZO막과의 접촉 특성을 향상시키기 위하여 이들 사이에 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 등의 전이 금속을 포함하는 금속간의 컴파운드층 또는 접촉 개선층을 형성하였다.In this embodiment of the present invention, a compound layer or a contact improving layer between metals including transition metals such as chromium or molybdenum or molybdenum alloy is formed therebetween in order to improve contact characteristics between the aluminum-based metal and the IZO film.
이와 같이, 본 발명에 따르면 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어진 버퍼층을 알루미늄 계열의 금속막과 IZO막 사이에 형성하여 패드부의 신뢰성을 확보함과 동시에 저저항의 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 배선을 형성함으로써 대화면 고정세의 제품의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조 공정을 단순화하여 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조함으로 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, a buffer layer made of chromium, molybdenum, or molybdenum alloy is formed between the aluminum-based metal film and the IZO film to secure the pad part and to form a wiring with low resistance aluminum or aluminum alloy. The characteristics of a high-definition product can be improved. In addition, the manufacturing process may be simplified to manufacture a thin film transistor substrate for a liquid crystal display, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost.
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