KR100783696B1 - Thin film transistor substrate for liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
절연 기판 위에 알루미늄 계열의 도전막으로 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, 하부막을 크롬으로 하고 상부막을 AlNd로 이루어진 이중막으로 된 도전막을 차례로 적층하고 패터닝하여 게이트선과 교차하는 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 보호막을 적층한 후, 마스크를 이용하여 사진 식각 공정으로 게이트 절연막과 함께 건식 식각 챔버에서 건식 식각으로 패터닝하여, 드레인 전극, 데이터 패드 및 게이트 패드를 각각 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 이어, 건식 식각 챔버에서 N2 가스와 Ar 가스를 혼입하여 플라즈마를 띄어 접촉 구멍을 통하여 드러난 드레인 전극, 데이터 패드 및 게이트 패드의 AlNd 표면에 플라즈마 반응층을 형성한다. 이어, ITO 또는 IZO를 적층하고 패터닝하여 드레인 전극, 데이터 패드 및 게이트 패드와 각각 연결되는 화소 전극, 보조 데이터 패드 및 보조 게이트 패드를 형성한다.A horizontal gate line including a gate line, a gate electrode, and a gate pad is formed of an aluminum-based conductive film on the insulating substrate. Next, a gate insulating film is formed, and a semiconductor layer and an ohmic contact layer are sequentially formed thereon. Subsequently, a conductive film of a double film made of chromium and an upper film of AlNd is stacked and patterned in order to form a data line including a data line, a source electrode, a drain electrode, and a data pad crossing the gate line. Next, after the protective layer is stacked, the mask is patterned by dry etching in a dry etching chamber together with the gate insulating layer in a photolithography process to form contact holes that expose the drain electrode, the data pad, and the gate pad, respectively. Subsequently, in the dry etching chamber, N 2 gas and Ar gas are mixed to form a plasma reaction layer on the AlNd surface of the drain electrode, the data pad, and the gate pad exposed through the contact hole. Subsequently, ITO or IZO is stacked and patterned to form pixel electrodes, auxiliary data pads, and auxiliary gate pads connected to the drain electrodes, the data pads, and the gate pads, respectively.
알루미늄, ITO, IZO, 접촉특성, 플라즈마, 챔버 Aluminum, ITO, IZO, Contact Characteristics, Plasma, Chamber
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 2a 및 2b는 도 1에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 П- П'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 2A and 2B are cross-sectional views of the thin film transistor substrate for the liquid crystal display device shown in FIG. 1 taken along a line П- П ',
도 3a, 4a, 5a 및 6a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도 2a의 구조를 갖는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 중간 과정에서의 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 3A, 4A, 5A, and 6A 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 having the structure of FIG. 2A according to a first embodiment of the present invention;
도 3b는 도 3a에서 Ⅲb - Ⅲb' 선을 따라 절단한 단면도이고, 3B is a cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb 'in FIG. 3A,
도 4b는 도 4a에서 Ⅳb - Ⅳb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 3b의 다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IVb-IVb 'in FIG. 4A and is a cross-sectional view showing the next step of FIG. 3B;
도 5b는 도 5a에서 Ⅴb - Ⅴb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 4b의 다음 단계를 도시한 단면도이고, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb 'of FIG. 5a and illustrates the next step of FIG. 4b;
도 6b는 도 6a에서 Ⅵb - Ⅵb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 5b의 다음 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 showing the next step of FIG. 5B;
도 7a 및 7b는 도 2b의 구조를 갖는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 중간 과정에서의 도면으로서, 7A and 7B are diagrams illustrating an intermediate process of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having the structure of FIG. 2B.
도 7a는 도 4a에서 Ⅳb - Ⅳb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 3b의 다음 단계를 도시한 단면도이고, FIG. 7A is a cross-sectional view taken along line IVb-IVb 'of FIG. 4A and is a cross-sectional view showing the next step of FIG. 3B;
도 7b는 도 5a에서 Ⅴb - Ⅴb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 4b의 다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb 'of FIG. 5a and is a cross-sectional view showing the next step of FIG. 4b;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,8 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 9a 및 도 9b는 도 8에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 Ⅷ - Ⅷ' 선 및 Ⅸ - Ⅸ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,9A and 9B are cross-sectional views of the thin film transistor substrate for the liquid crystal display device shown in FIG. 8 taken along the lines Ⅷ'- '' and Ⅸ- '',
도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,10A is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device in the first step of manufacturing according to the second embodiment of the present invention;
도 10b 및 10c는 각각 도 10a에서 Ⅹb - Ⅹb' 및 Ⅹc - Ⅹc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,10B and 10C are cross-sectional views taken along the lines 'b-'b' and 'c -'- c' of FIG. 10A, respectively.
도 11a 및 11b는 각각 도 10b 및 도 10c 다음 단계에서의 단면도이고,11A and 11B are cross-sectional views at the next stage of FIGS. 10B and 10C, respectively;
도 12a는 도 11a 및 11b 다음 단계에서의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,12A is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device in the following steps of FIGS. 11A and 11B;
도 12b 및 12c는 각각 도 12a에서 ⅩIIb - ⅩIIb' 선 및 ⅩIIc - ⅩIIc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 12B and 12C are cross-sectional views taken along the lines IIb-IIb 'and IIC-IIc' of FIG. 12A, respectively;
도 13a, 14a, 15a와 도 13b, 14b, 15b는 각각 도 12a에서 ⅩIIb - ⅩIIb' 선 및 ⅩIIc - ⅩIIc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 12b 및 도 12c 다음 단계에서의 단면도이고,13A, 14A, 15A, and 13B, 14B, and 15B are cross-sectional views taken along the lines IIb-XIIb 'and XIIc-XIIc' of FIG. 12A, respectively, and are cross-sectional views at the next steps of FIGS. 12B and 12C,
도 16a는 도 15a 및 15b 다음 단계에서의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,FIG. 16A is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device in the following steps of FIGS. 15A and 15B;
도 16b 및 16c는 각각 도 16a에서 ⅩVIb - ⅩVIb' 선 및 ⅩVIc - ⅩVIc' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 16B and 16C are cross-sectional views taken along the lines VIB-VIVI 'and VIVI-VIVI' in FIG. 16A, respectively.
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
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.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween, and rearranges the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer by applying a voltage to the electrode. By controlling the amount of light transmitted.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 두 기판에 전극이 형성되어 있고 전극에 인가되는 전압을 스위칭 하는 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 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 장치에서, 게이트선 또는 데이터선과 같이 박막 트랜지스 터나 전극에 주사 신호나 데이터 신호를 전달하는 배선은 신호의 지연을 최소화 하기 위해 저저항을 가지는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy) 등과 같은 알루미늄 계열의 금속 물질을 형성하는 것이 바람직하다. 그러나 알루미늄 계열의 배선은 물리적 또는 화학적인 특성이 약하기 때문에 접촉부에서 다른 도전 물질과 연결될 때 전지 효과에 인해 부식이 발생하여 접촉 저항이 상승하게 된다.In such a liquid crystal display, a wiring for transmitting a scan signal or a data signal to a thin film transistor or an electrode such as a gate line or a data line is made of aluminum (Al) or an aluminum alloy having a low resistance to minimize signal delay. It is preferable to form an aluminum-based metal material such as the like. However, because aluminum-based wiring is weak in physical or chemical properties, when connected with other conductive materials at the contacts, corrosion occurs due to battery effects, resulting in an increase in contact resistance.
특히, 화소 전극 또는 패드부를 보강하는 보조 패드로 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 사용하는 경우에는 이와 접촉하는 알루미늄 계열 금속의 부식으로 접촉 저항이 상승하게 되어 접촉부의 신뢰도를 저하시키는 문제점이 있다.In particular, when used as an indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) as an auxiliary pad to reinforce the pixel electrode or the pad part, the contact resistance increases due to corrosion of the aluminum-based metal in contact with it, thereby reducing the reliability of the contact part. There is a problem.
한편, 액정 표시 장치 제조 방법 중에서, 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 기판은 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통하여 제조하는 것이 일반적이다. 이때, 생산비용을 줄이기 위해서는 마스크의 수를 적게 하는 것이 바람직하다.In the liquid crystal display device manufacturing method, the substrate on which the thin film transistor is formed is generally manufactured through a photolithography process using a mask. At this time, in order to reduce the production cost, it is desirable to reduce the number of masks.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저저항의 배선을 가지는 동시에 접촉부의 신뢰도를 확보할 수 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can have low resistance wiring and ensure reliability of a contact portion.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 배선을 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 도전 물질로 형성하고, 배선의 접촉 특성을 향상시키기 위해 배선의 접촉부에는 플라즈마 반응층을 형성한다. In order to solve this problem, in the present invention, the wiring is formed of an aluminum-based conductive material having a low resistance, and a plasma reaction layer is formed at the contact portion of the wiring to improve the contact characteristics of the wiring.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 기판의 제조 방법에서는 우선, 절연 기판 위에 알루미늄 계열의 제1 도전막을 포함하며 게이트선, 게이트 전극를 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 게이트 배선과 절연되어 있으며 알루미늄 계열의 제2 도전막을 포함하는 데이터선, 소스 전극 및 드레인 전극를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 게이트 배선 및 데이터 배선을 덮는 보호막을 적층하고 패터닝하여 게이트 배선 또는 데이터 배선을 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 이어, 접촉 구멍을 통하여 게이트 배선 또는 데이터 배선과 연결되는 투명 도전막 패턴을 형성한다. 이때, 게이트 배선 또는 데이터 배선의 제1 또는 제2 도전막 표면을 플라즈마 처리한다. In the method for manufacturing a substrate of a thin film transistor according to the present invention, first, a gate wiring including an aluminum-based first conductive film and including a gate line and a gate electrode is formed on an insulating substrate, and is insulated from the gate wiring, and the second aluminum-based A data line including a data line including a conductive film, a source electrode, and a drain electrode is formed. Next, a protective film covering the gate wiring and the data wiring is laminated and patterned to form a contact hole exposing the gate wiring or the data wiring. Next, a transparent conductive film pattern connected to the gate wiring or the data wiring is formed through the contact hole. At this time, the surface of the first or second conductive film of the gate wiring or the data wiring is subjected to plasma treatment.
여기서, 플라즈마 처리 단계는 보호막 식각후, 또는 ITO 또는 IZO 적층전 스퍼터 챔버에서 실시할 수 있다. Here, the plasma treatment step may be performed in the sputter chamber after etching the protective film or before laminating the ITO or IZO.
또한, 데이터 배선 적층후에도 실시할 수 있다. It can also be performed after data wiring is stacked.
이때, 플라즈마 처리 단계는 N2 나 NH3 가스와 Ar 가스를 혼입하여 사용한다. At this time, the plasma treatment step is used by mixing N 2 or NH 3 gas and Ar gas.
게이트 배선은 게이트선에 연결되어 있는 게이트 패드를 더 포함하고, 데이터 배선은 데이터선에 연결되어 있는 데이터 패드를 더 포함하며, 접촉 구멍은 드레인 전극, 데이터 패드 및 게이트 패드를 각각 드러내는 제1, 제2 및 제3 접촉 구멍을 포함하고, 투명 도전막 패턴은 제1 접촉 구멍을 통해 드레인 전극과 연결되는 화소 전극, 제2 및 제3 접촉 구멍을 통해 데이터 패드 및 게이트 패드와 각각 연결되어 있는 보조 데이터 패드 및 보조 게이트 패드를 포함하고, ITO 또는 IZO로 투명 도전막 패턴을 형성하는 것이 바람직하다. The gate wiring further includes a gate pad connected to the gate line, the data wiring further includes a data pad connected to the data line, and the contact hole includes first and second openings exposing the drain electrode, the data pad, and the gate pad, respectively. A transparent conductive film pattern including a second and third contact hole, wherein the transparent conductive film pattern is connected to the drain electrode through the first contact hole, and auxiliary data connected to the data pad and the gate pad through the second and third contact holes, respectively. It is preferable to form a transparent conductive film pattern from ITO or IZO, including a pad and an auxiliary gate pad.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 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. Next, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. do.
먼저, 도 1 및 도 2a, 2b를 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, the 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, 2A, and 2B.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고, 도 2a 및 2b는 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 П- П' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating the thin film transistor substrate shown in FIG.
먼저, 도 1 및 도 2a 에서 보는 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판에는 절연 기판(10) 위에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)을 포함하는 게이트 배선(22, 24, 26)이 형성되어 있다. 게이트 배선(22, 24, 26)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22), 게이트선(22)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가 받아 게이트선으로 전달하는 게이트 패드(24) 및 게이트선(22)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26)을 포함한다. First, as shown in FIGS. 1 and 2A, in the thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention, the gate wirings 22 and 24 including aluminum (Al) or aluminum alloy (Al alloy) on the insulating
여기서, 게이트 배선(22, 24, 26)은 본 발명의 실시예와 같이 알루미늄 계열의 단일막으로 형성하는 것이 바람직하지만, 다른 물질과 접촉 특성이 우수한 물질인 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등으로 이루어진 도전막을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. Here, the gate wirings 22, 24, and 26 are preferably formed of a single aluminum-based film as in the exemplary embodiment of the present invention, but chromium (Cr), molybdenum (Mo), and the like, which have excellent contact properties with other materials, are described. It may be formed of a multilayer including a conductive film made of.
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 형성되어 있으며, 반도체층(40)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항 접촉층(55, 56)이 각각 형성되어 있다.A
저항 접촉층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등으로 이루어진 하부막(650, 660, 680)과 Al-Nd와 같은 알루미늄 계열의 도전 물질로 이루어진 상부막(651, 661, 681)을 포함하는 이중 구조의 데이터 배선(62, 65, 66, 68)이 형성되어 있다. On the resistive contact layers 55 and 56 and the
데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 게이터선(22)과 교차하여 단위 화소를 정의하는 데이터선(62), 데이터선(62)과 연결되어 있으며 저항 접촉층(55)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65), 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 있으며 외부로부터의 화상 신호를 인가 받는 데이터 패드(68), 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이터 전극(26)에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽 저항 접촉층(56) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66)을 포함한다. The data line is formed in the vertical direction and intersects with the
데이터 배선(62, 65, 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 드러내는 접촉 구멍(76, 78)이 각각 형성되어 있으며, 이 접촉 구멍(76, 78)을 통하여 드러난 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68) 표면에 플라즈마 반응층(630)이 형성되어 있다. 그리고 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(24)를 드러내는 접촉 구멍(74)이 형성되어 있고, 접촉 구멍(74)을 통한 게이트 패드(24) 표면에 플라즈마 반응층(630)이 형성되어 있다. The
보호막(70) 위에는 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극 상부막(661) 표면의 플라즈마 반응층(630)과 접하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되어 있으면서 화소에 위치하는 화소 전극(82), 접촉 구멍(74, 78)을 통하여 각각 게이트 패드(24) 및 데이터 패드 상부막(681) 표면의 플라즈마 반응층(630)과 접하여 패드(24, 68)와 전기적으로 연결되어 있는 보조 게이트 패드(86) 및 보조 데이터 패드(88)를 포함하며, ITO 또는 IZO로 이루어진 투명 도전막 패턴이 형성되어 있다.On the
여기서, 접촉 구멍(76, 78, 74)을 통하여 드러난 드레인 전극(66), 데이터 패드(68) 및 게이트 패드(24)가 저저항의 플라즈마 반응층(630)을 경유하여 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)의 투명 도전막 패턴(82, 86, 88)과 연결되어 있어서 이들 사이의 접촉 저항은 감소된다.Here, the
이때, 화소 전극(82)은 도 1 및 도 2a 에서 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.In this case, as shown in FIGS. 1 and 2A, the
한편, 도 2b에서 보는 바와 같이 박막 트랜지스터 기판에는 플라즈마 반응층(630)이 데이터 배선 상부막(651, 661, 681) 전면에 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 2B, a
이러한 본 발명의 실시예에 따른 구조에서는 저저항을 갖는 알루미늄 계열 을 포함하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 사용하고 있어 대화면 고정세의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 또한, 플라즈마 반응층(630)이 접촉 구멍을 통하여 드러난 게이트 패드(24), 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68) 표면에 형성되어서 ITO 또는 IZO의 보조 게이트 패드(86), 화소 전극(82) 및 보조 데이터 패드(88)와의 전기적으로 연결되어 패드부에서의 접촉 특성이 향상된다. In the structure according to the exemplary embodiment of the present invention, the gate wiring and the data wiring including the aluminum series having low resistance are used, and thus the present invention can be applied to a large screen high-definition liquid crystal display device. In addition, the
그러면, 이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 구조의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 1 및 도 2a, 2b와 도 3a 내지 도 7b를 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 a first exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2A and 2B and FIGS. 3A to 7B.
먼저, 도 2a의 구조를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대해여 도 3a 내지 도 6b를 참고로 하여 설명한다.First, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having the structure of FIG. 2A will be described with reference to FIGS. 3A to 6B.
우선, 도 3a 및 3b에 도시한 바와 같이, 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 도전막을 2,500 Å 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. 3A and 3B, a low-resistance aluminum-based conductive film is laminated and patterned to a thickness of about 2,500 GPa to include a
다음, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(30), 비정질 규소로 이루어진 반도체층(40), 도핑된 비정질 규소층(50)의 상층막을 연속으로 적층하고 마스크를 이용한 패터닝 공정으로 반도체층(40)과 도핑된 비정질 규소층(50)을 패터닝하여 게이트 전극(24)과 마주보는 게이트 절연막(30) 상부에 반도체층(40)과 저항 접촉층(50)을 형성한다.
4A and 4B, the
다음, 도 5a 내지 도 5b에 도시한 바와 같이, 크롬의 하부막(650, 660, 680), Al-Nd으로 상부막(651, 661, 681)을 차례로 적층하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(22)과 교차하는 데이터선(62), 데이터선(62)과 연결되어 게이트 전극(26) 상부까지 연장되어 있는 소스전극(65), 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극과 마주보고 있는 드레인 전극(66), 데이터선(62)과 연결되어 있는 한쪽 끝에 데이트 패드(68)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 5A to 5B, the
이어, 데이터 배선(62, 65, 66, 68)으로 가리지 않는 도핑된 비정질 규소층 패턴(50)을 식각하여 게이트 전극(26)을 중심으로 양쪽으로 분리시키는 한편, 양쪽의 도핑된 비정질 규소층(55, 56) 사이의 반도체층(40)을 노출시킨다. Subsequently, the doped amorphous
다음으로, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 질화 규소 또는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(70)을 적층한 후 마스크를 이용하여 사진 식각 공정으로 게이트 절연막(30)과 함께 건식 식각 챔버(chamber)에서 건식 식각으로 패터닝하여, 게이트 패드(24), 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68)를 각각 드러내는 접촉 구멍(74, 76, 78)을 형성한다. 이어, 건식 식각 챔버에서 N2 가스와 Ar 가스를 혼입하여 플라즈마를 띄어 접촉 구멍을 통하여 드러난 게이트 패드(24), 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68)의 AlNd(241, 661, 681) 표면에 플라즈마 반응층(630)을 형성한다. 이때, N2 가스 대신에 NH3 가스을 사용할 수 있으며, 플라즈마 반응층(630)의 두께는 50 Å 내지 100 Å 으로 한다. Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, a
또한, 플라즈마 반응층(630)을 형성하는 다른 공정으로는 ITO 또는 IZO 증착 전의 ITO 또는 IZO 스퍼터 챔버(sputter chamber)에서 접촉 구멍을 통하여 드러난 게이트 패드(24), 드레인 전극(66) 및 데이터 패드(68)의 AlNd(241, 661, 681) 표면에 N2 플라즈마 처리하여 플라즈마 반응층(630)을 형성한다. 이때에도 N2 가스 대신에 NH3 가스을 사용할 수 있다.In addition, another process of forming the
다음, 마지막으로 도 1 및 2a에 도시한 바와 같이, IZO 또는 ITO를 적층하고 마스크를 이용한 패터닝을 실시하여 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극 상부막(661)의 플라즈마 반응층(630)과 접하며 드레인 전극(66)과 연결되는 화소 전극(82)과 접촉 구멍(74, 78)을 통하여 게이트 패드(24) 및 데이트 패드 상부막(681)에 형성된 플라즈마 반응층(630)과 각각 연결되는 보조 게이트 패드(86) 및 보조 데이터 패드(88)를 각각 형성한다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2A, IZO or ITO is laminated and patterned using a mask to contact the
한편, 도 2b의 구조를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한다. Meanwhile, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having the structure of FIG. 2B will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.
도 7a에 보는 바와 같이, 형성한 반도체층(40)과 저항 접촉층(50) 상부에 크롬의 하부막(610)과 AlNd의 상부막(620)으로 이루어진 데이터 배선(62, 65, 66, 68)을 차례로 적층하고 적층 챔버에서 N2 가스를 Ar 가스와 혼입하여 플라즈마를 띄어 AlNd 표면에 플라즈마 반응층(630)을 형성한다. As shown in FIG. 7A, data wirings 62, 65, 66, and 68 formed of a
이어, 도 7b와 같이, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 데이터 배선(62, 65, 66, 68)으로 가리지 않는 도핑된 비정질 규소층 패턴(50)을 식각하여 게이트 전극(26)을 중심으로 양쪽으로 분리시키며, 양쪽의 도핑된 비정질 규소층(55, 56) 사이의 반도체층 패턴(40)을 노출시킨다. Subsequently, as shown in FIG. 7B, the doped amorphous
이러한 본 발명의 실시예에 따른 제조 방법에서는 ITO 또는 IZO와 AlNd 사이의 접촉 특성을 향상시키기 위하여 AlNd에 N2 플라즈마시켜 플라즈마 반응층(630)을 형성하였고, 여러 공정 단계에서 AlNd에 N2 플라즈마를 처리할 수 있어 공정 단계 수를 줄일 수 있게 되었다.In the manufacturing method according to this embodiment of the invention by N 2 plasma to AlNd in order to improve the contact characteristics between the ITO or IZO and AlNd it had a
이러한 제1 실시예에서는 앞에서 설명한 바와 같이, 5매의 마스크를 이용하는 제조 방법에 적용할 수 있지만, 4매의 마스크를 이용하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에서도 적용할 수 있다. 이에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. In the first embodiment, as described above, the present invention can be applied to a manufacturing method using five masks, but can also be applied to a manufacturing method of a thin film transistor substrate for liquid crystal display devices using four masks. This will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 도 8 내지 도 9b를 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 4매 마스크를 이용하여 완성된 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단위 화소 구조에 대해 상세하게 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 embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 9B.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 9a 및 도 9b는 각각 도 8에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 Ⅶ-Ⅶ' 선 및 Ⅸ-Ⅸ' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 9A and 9B illustrate a thin film transistor substrate shown in FIG. 8, respectively. A cross-sectional view taken along the line.
먼저, 절연 기판(10) 위에 제1 실시예에 동일하게 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 게이트선(22), 게이트 전극(26) 및 게이트 패드(24)를 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 그리고 게이트 배선은 절연 기판(10) 상부에 게이트선(22)과 평행하며 상판의 공통 전극에 입력되는 공통 전극 전압 따위의 전압을 외부로부터인가 받는 게이트 배선과 동일한 구조로 이루어진 유지 전극(28)을 포함한다. 유지전극(28)은 후술할 화소 전극(82)과 연결된 유지 축전기용 도전체 패턴(64)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 wiring including a
이때, 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 전극(28)은 알루미늄 계열의 단일막으로 형성하는 것이 바람직하지만, 다른 물질과 접촉 특성이 우수한 물질인 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등으로 이루어진 하부막과 Al-Nd와 같이 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 도전 물질로 이루어진 상부막을 포함하는 이중막으로 형성될 수 있다.In this case, the gate wirings 22, 24, 26 and the
게이트 배선(22, 24, 26)과 유지 전극(28) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위의 반도체로 이루어진 반도체 패턴(42, 48)이 형성되어 있으며, 반도체 패턴 위에는 인(P) 따위의 n형 불순물로 고농도로 도핑 되어 있는 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 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등으로 이루어진 하부막(620, 640, 650, 660, 680)과 Al-Nd와 같은 알루미늄 계열의 도전 물질로 이루어진 상부막(621, 641, 651, 661, 681)으로 데이터 배선이 형성되어 있 다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선(62), 데이터선의 분지인 박막 트랜지스터의 소스 전극(65), 게이트 전극(26) 또는 박막 트랜지스터의 채널부(C)에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(66) 및 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가하는 데이터 패드(68), 그리고 유지 전극(28) 상부의 유지 축전기용 도전체 패턴(64)도 포함한다. 유지 전극(28)을 형성하지 않을 경우 유지 축전기용 도전체 패턴(64) 또한 형성하지 않는다. On the resistive
접촉층 패턴(55, 56, 58)은 그 하부의 반도체 패턴(42, 48)과 그 상부의 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)의 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 하며, 데이터 배선과 완전히 동일한 모양을 가진다. 즉, 데이터선부 중간층 패턴(55)은 데이터선부(62, 65, 68)와 동일하고, 드레인 전극용 중간층 패턴(56)은 드레인 전극(66)과 동일하며, 유지 축전기용 중간층 패턴(58)은 유지 축전기용 도전체 패턴(64)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, 58)과 동일한 모양을 하고 있다. 구체적으로는, 유지 축전기용 반도체 패턴(48)과 유지 축전기용 도전체 패턴(64) 및 유지 축전기용 접촉층 패턴(58)은 동일한 모양이지만, 박막 트랜지스터의 채널부(C)에서는 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 분리되어 있고 데이터선부 중간층(55)과 드레인 전극용 접촉층 패턴(56)도 분리되어 있으나, 박막 트랜지스터의 반도체 패턴(42)은 이곳에서 끊이지 않고 연결되어 박막 트랜지스터의 채널을 생성한다. The
데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68) 상부에는 질화규소나 아크릴계 따위의 유기 절연 물질로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있으며, 보호막(70)은 데이터 패드(68), 유지 축전기용 도전체 패턴(64) 및 드레인 전극(66)의 상부막(681, 641, 661)을 각각 드러내는 접촉 구멍(73, 74, 76)을 가지고 있으며, 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(24)을 드러내는 접촉 구멍(72)을 가지고 있다. A
여기서, 접촉 구멍(73, 74, 76, 72)을 통하여 드러난 데이터 패드(68)과, 유지 축전기용 도전체 패턴(64), 드레인 전극(66) 및 게이트 패드(24)의 AlNd 표면에 플라즈마 반응층(630)이 형성되어 있다. Here, plasma reaction is performed on the AlNd surfaces 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 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지며, 접촉 구멍(76)을 통하여 플라즈마 반응층(630)과 접하며 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되어 화상 신호를 전달받는다. 또한 화소 전극(82)은 접촉 구멍(74)을 통하여 유지 축전기용 도전체 패턴 상부막(640)의 플라즈마 반응층(630)과 접하며 도전체 패턴(64)과도 연결되어 화상 신호를 전달한다. 한편, 접촉 구멍(72, 74)을 통하여 드러난 플라즈마 반응층(630)이 형성되어 있는 게이트 패드 (24) 및 데이터 패드(68)과 각각 전기적으로 연결되는 보조 게이트 패드(84), 보조 데이터 패드(86)가 형성되어 있으며, 이들은 패드(24, 68)와 외부 회로 장치와의 접착성을 보완하고 패드를 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니 며, 이들의 적용 여부는 선택적이다. On the
그러면, 도 8 내지 도 9b의 구조를 가지는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 4매 마스크를 이용하여 제조하는 방법에 대해여 상세하게 도 8 내지 도 9a와 도 10a 내지 도 16c를 참조하여 설명하기로 한다. Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device having the structure of FIGS. 8 to 9B using four masks will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 9A and 10A to 16C. do.
먼저, 도 10a 내지 10c에 도시한 바와 같이, 제1 실시예와 같이 저저항을 가지는 알루미늄 계열의 도전막을 적층하고 제1 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 절연 기판(10)위에 게이트선(22), 게이트 패드(24), 게이트 전극(26) 및 유지 전극(28)을 포함하는 게이트 배선을 형성한다. First, as shown in FIGS. 10A to 10C, as in the first embodiment, the
다음, 도 11a 및 11b에 도시한 바와 같이, 화학 기상 증착법을 이용하여 게이트 절연막(30), 반도체층(40), 중간층(50)을 각각 1,500 Å 내지 5,000 Å, 500 Å 내지 2,000 Å, 300 Å 내지 600 Å의 두께로 연속 증착한 다음, 크롬의 하부막(600)과 Al-Nd의 상부막(601)으로 이루어진 도전체층(60)을 차례로 스퍼터링 등의 방법으로 1,500 Å 내지 3,000 Å 정도로 증착을 한다. Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
다음, 그 위에 감광막(110)을 1 ㎛ 내지 2 ㎛의 두께로 도포 한다. 그 후, 제2 마스크를 통하여 감광막(110)에 빛을 조사한 후에 현상을 하면 도 12b 및 12c에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(112, 114)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(112, 114) 중에서 박막 트랜지스터의 채널부(C)인 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. 이때, 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. Next, 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, 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. At this time, the width of the slit is preferably smaller than the resolution of the exposure machine used during exposure, in the case of using a semi-transparent film may use a thin film having a different transmittance or a different thickness in order to control the transmittance when manufacturing a mask.
이와 같이 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. 다음 감광막을 현상하면, 고분자 분자들이 분해되지 않은 부분만이 남고, 빛이 적게 조사된 중앙 부분에는 빛에 전혀 조사되지 않은 부분보다 얇은 두께의 감광막이 남는다. 이때, 노광 시간을 길게 하면 모든 분자들이 분해되므로 이런 경우는 피해야 한다. When the light is irradiated to the photosensitive film through the 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. When the next photoresist film is developed, only the portion where the polymer molecules are not decomposed is left, and a thinner photoresist film is left at the center portion where the light is not irradiated. In this case, if the exposure time is extended, all molecules are decomposed, and this should be avoided.
이러한 얇은 두께의 감광막(114)은 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 감광막을 이용하며 빛이 완전히 투과할 수 있는 부분과 빛이 완전히 투과할 수 없는 부분으로 나뉘어진 통상적인 마스크로 노광한 다음 현상하고 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 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 13a 및 13b에 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 않은 조건에서 행하는 것이 좋다. 그러나, 건식 식각의 경우에는 도전체층(60)만을 식각하고 감광막 패턴(112, 114)은 식각되지 않은 조건을 찾기가 쉽지 않기 때문에 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 드러나지 말아야 한다. First, as shown in FIGS. 13A and 13B, the exposed
도전체층(60)이 Mo 또는 MoW 합금, Al 또는 Al 합금, Ta 중 어느 하나의 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 Mo 또는 MoW 합금인 건식 식각의 경우에는 식각 기체로 CF4 와 HCl의 혼합 기체나 CF4 와 O2의 혼합 기체를 사용할 수 있으며 후자의 경우 감광막에 대한 식각비도 거의 비슷하다.In the case where the
이렇게 하면, 도 13a 및 13b에 도시한 것처럼, 소스/드레인용 도전체 패턴(67)과 유지 축전기용 도전체 패턴(64)만이 남고 기타 부분(B)의 도전체층은 모두 제거되어 그 하부의 중간층(50)이 드러난다. 이때, 남은 도전체 패턴(64, 67)은 소스 및 드레인 전극(65, 66)이 분리되지 않고 연결되어 있는 점을 제외하면 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)의 형태와 동일하다.In this case, as shown in Figs. 13A and 13B, only the source /
다음, 도 14a 및 14b에 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. 이때에는 감광막 패턴(112, 114)과 중간층(50) 및 반도체층(40)이 동시에 식각되며, 게이트 절연막(30)은 식각되지 않은 조건에서 행하여야 하며, 특히 감광막 패턴(112, 114)과 반도체층(40)에 대한 식각비가 거의 동일한 조건으로 식각하는 것이 바람직하다. 예를 들어, SF6 과 HCl의 혼합 기체나, SF6 과 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 반도체층(40)과 중간층(50)의 두께를 합한 것과 같거나 그보다 작아야 한다.Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, the exposed
이렇게 하면, 도 14a 및 14b에 도시한 바와 같이 채널부(114)의 제1 부분(114)이 제거되어 소스/드레인용 도전체 패턴이 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) 또한 식각되므로 두께가 얇아지며, 이 단계에서 반도체 패턴(42, 48)이 완성된다. 여기서 도면 번호 57과 58은 각각 소스/드레인용 도전체 패턴(67) 하부의 중간층 패턴과 유지 축전기용 도전체 패턴(64) 하부의 중간층 패턴을 표시한다. This removes the
이어 애싱(ashing)을 통하여 채널부(C)의 소스/드레인용 도전체 패턴(67)표면에 남아있는 감광막 찌꺼기를 제거한다. Subsequently, ashing removes the photoresist residue remaining on the surface of the source /
다음, 도 15a 및 15b에 도시한 바와 같이 채널부(C)의 소스/드레인용 도전체 패턴(67), 그 하부의 소스/드레인용 중간층 패턴(57)을 식각하여 제거한다. 이때, 식각은 소스/드레인용 도전체 패턴(67)과 중간층 패턴(57) 모두에 대하여 건식 식각만으로 진행할 수도 있으며, 소스/드레인용 중간층 패턴(57)에 대해서는 습식 식각으로, 중간층 패턴(57)에 대해서는 건식 식각으로 행할 수도 있다. 건식 식각만 하는 경우에는 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, SF6 과 O2의 혼합 기체를 사용하여 소스/드레인용 도전체 패턴(67)을 식각하는 것을 들 수 있다. 습식 식각과 건식 식각을 번갈아 하는 경우에는 습식 식각되는 소스/드레인용 도전체 패턴(67)의 측면 은 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 CF4 와 HCl의 혼합 기체나 CF4 와 O2의 혼합 기체를 들 수 있으며, CF4와 O2를 사용하면 균일한 두께로 반도체 패턴(42)을 남길 수 있다. 이때, 도 14b에 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. 15A and 15B, 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 제 2부분(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 second
이와같이 하여 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68)을 형성한 다음에, 도 16a 내지 16c에 도시한 바와 같이 화학 기상 증착법으로 질화규소를 증착하거나 유기 절연 물질을 스핀 코팅하여 3,000Å 이상의 두께를 가지는 보호막(70)을 형성한다. 이어 제3 마스크를 이용하여 보호막(70)을 게이트 절연막(30)과 함께 건식 식각 챔버에서 식각하여 게이트 패드(24), 데이터 패드(64), 드레인 전극(66) 및 유지 축 전기용 도전체 패턴(68)을 드러내어 접촉 구멍(72, 73, 74, 76)을 형성한다. 건식 식각 챔버에서 N2 가스나 Ar 가스를 NH3 와 혼입하여 플라즈마를 띄어 접촉 구멍(72, 73, 74, 76)을 통하여 드러난 게이트 패드(24), 데이터 패드(64), 드레인 전극(66) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(68)의 상부막(241, 641, 661, 681)인 AlNd 표면에 플라즈마 반응층(630)을 50Å 내지 100Å 두께로 형성한다.After forming the data lines 62, 64, 65, 66, and 68 in this manner, as shown in FIGS. 16A to 16C, silicon nitride is deposited by chemical vapor deposition or spin-coated an organic insulating material to obtain a thickness of 3,000 kPa or more. The branches form a
또한, ITO 또는 IZO 증착 전의 ITO 또는 IZO 스퍼터 챔버(sputter chamber)에서 위와 같은 플라즈마 표면 처리 방법으로 접촉 구멍(72, 73, 74, 76)을 통하여 드러난 AlNd 표면에 플라즈마 반응층(630)을 형성할 수 있다. In addition, in the ITO or IZO sputter chamber before the deposition of ITO or IZO, the
한편, 제1 실시예와 같이, 데이터 배선을 적층한 후 적층 챔버에서 데이터 배선(62, 64, 65, 66, 68) 상부막인 AlNd 표면에 N2 플라즈마를 처리하여 플라즈마 반응층(630)을 형성할 수 있다. Meanwhile, as in the first embodiment, after the data wires are stacked, the
마지막으로, 400Å 내지 500Å 두께의 IZO층을 증착하고 제4 마스크를 이용한 식각을 하여 플라즈마 반응층(630)과 접하며 드레인 전극(60) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(64)과 연결된 화소 전극(82), 게이트 패드(24)와 연결된 보조 게이트 패드(84) 및 데이터 패드(68)와 연결된 보조 데이터 패드(88)를 형성한다. 이러한 본 발명의 제2 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 분리되어 제조 공정을 단순화할 수 있다. Finally, the IZO layer having a thickness of 400 kV to 500 kV is deposited and etched using a fourth mask to contact the
이와 같이, 본 발명에 따르면 접촉 구멍을 통하여 드러난 드레인 전극, 데이터 패드 및 게이트 패드 표면에 N2 또는 NH3 등을 플라즈마 표면 처리하여 플라즈마 반응층을 형성함으로써, ITO 또는 IZO와 알루미늄 계열의 금속 사이의 접촉 특성이 향상되며, 여러 공정 단계에서 플라즈마를 처리하여 플라즈마 반응층을 형성할 수 있어 공정 단계 수를 줄일 수 있고, 또한 동일한 챔버에서 진행하기 때문에 공정 진행상 챔버를 옮김으로서 야기되는 영향을 줄일 수 있어 수율이 향상된다. As described above, according to the present invention, a plasma reaction layer is formed on the surface of the drain electrode, the data pad, and the gate pad exposed through the contact hole by plasma treatment of N 2 or NH 3 to form a plasma reaction layer. The contact characteristics can be improved, and the plasma reaction layer can be formed by treating the plasma in several process steps, thereby reducing the number of process steps. Also, since the process is performed in the same chamber, the effect caused by moving the chamber during the process can be reduced. Yield is improved.
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