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KR20060133711A - Method of manufacturing thin film transistor substrate for liquid crystal display device - Google Patents

Method of manufacturing thin film transistor substrate for liquid crystal display device Download PDF

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Publication number
KR20060133711A
KR20060133711A KR1020050053487A KR20050053487A KR20060133711A KR 20060133711 A KR20060133711 A KR 20060133711A KR 1020050053487 A KR1020050053487 A KR 1020050053487A KR 20050053487 A KR20050053487 A KR 20050053487A KR 20060133711 A KR20060133711 A KR 20060133711A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
contact hole
gate
forming
active layer
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020050053487A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유춘기
박경민
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050053487A priority Critical patent/KR20060133711A/en
Publication of KR20060133711A publication Critical patent/KR20060133711A/en
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법에 관한 것으로, 기판상에 활성층을 형성하고 활성층 상에 게이트 전극을 형성하고, 소스/드레인 용 이온주입을 실시한 다음, 그 상부에 층간 절연막을 형성하고, 층간 절연막을 관통하여 하부 활성층과 게이트 전극 라인의 일부를 노출화는 콘택홀을 형성한 다음, 노를 이용한 열처리 공정을 통해 주입된 불순물 이온을 활성화하고, 콘택홀을 매립하여 소스 전극, 드레인 전극, 및 게이트 패드를 형성한 후, 패시베이션막을 고온에서 증착하여 콘택 저항을 줄일 수 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device, comprising forming an active layer on a substrate, forming a gate electrode on the active layer, performing ion implantation for a source / drain, and then forming an interlayer insulating film thereon. In addition, a contact hole is formed through the interlayer insulating layer to expose a portion of the lower active layer and the gate electrode line. Then, the implanted impurity ions are activated through a heat treatment process using a furnace, and the contact hole is buried to fill the source electrode and the drain electrode. And a passivation film is deposited at a high temperature after the formation of the gate pad, thereby reducing the contact resistance of the thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.

Description

액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}Method for manufacturing thin film transistor substrate for liquid crystal display device {METHOD OF MANUFACTURING THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 평면도.1A is a plan view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도.1B is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 10은 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위해 도 1a를 A-A 선, B-B 선, 및 C-C선에 대해 자른 단면도.2 to 10 are cross-sectional views taken along line A-A, line B-B, and line C-C to illustrate the method of manufacturing the thin film transistor substrate according to the present embodiment.

도 11은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 콘택 저항을 측정한 결과 그래프. 11 is a graph showing the results of measuring contact resistance of a thin film transistor according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 기판 110 : 활성층100 substrate 110 active layer

120 : 게이트 전극 140 : 유지 전극 라인120: gate electrode 140: sustain electrode line

150 : 게이트 라인 170 : 데이터 라인150: gate line 170: data line

180 : 소스 전극 190 : 드레인 전극180 source electrode 190 drain electrode

200 : 패시베이션막 220 : 화소 전극200: passivation film 220: pixel electrode

230 : 게이트 패드 240 : 데이터 패드230: gate pad 240: data pad

250 : 박막 트랜지스터250: thin film transistor

본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법에 관한 것으로, 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정을 단축시킬 수 있는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device, and to a method for shortening the manufacturing process of a thin film transistor substrate.

일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 화소 전극, 스토리지 커패시터 및 각 화소를 스위칭하는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 등이 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 공통 전극 등이 형성된 공통 전극 기판 및 두 기판 사이에 밀봉된 액정으로 구성된다. 여기서, 액정 표시 장치는 두 개의 기판 사이에 전압을 인가하여 액정을 구동시키고 광의 투과율을 제어함으로써 화상을 디스플레이 한다. In general, a liquid crystal display (LCD) includes a thin film transistor substrate including a pixel electrode, a storage capacitor, and a thin film transistor (TFT) for switching each pixel, and a common electrode substrate including a common electrode, etc. And liquid crystal sealed between the two substrates. Here, the liquid crystal display displays an image by applying a voltage between two substrates to drive the liquid crystal and controlling the transmittance of light.

이러한, 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터는 반도체층으로 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(polycrystalline silicon)을 사용하여 형성된다. 비정질 실리콘으로 제조된 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘막의 균일성이 우수하여 특성이 안정된 장점을 갖고 있다. 하지만, 비정질 실리콘 박막 트랜지스 터는 전하 이동도가 낮기 때문에 소자의 응답 속도가 느린 단점이 있다. 따라서, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 빠른 응답속도를 요하는 고해상도 표시 패널이나 게이트 또는 데이터 드라이버의 구동 소자에 적용하기에는 어려운 단점이 있다. The thin film transistor of the liquid crystal display device is formed using amorphous silicon or polycrystalline silicon as a semiconductor layer. A thin film transistor made of amorphous silicon has an advantage of having stable characteristics due to excellent uniformity of the amorphous silicon film. However, the amorphous silicon thin film transistor has a disadvantage in that the response speed of the device is slow because of low charge mobility. Accordingly, the amorphous silicon thin film transistor has a disadvantage in that it is difficult to be applied to a driving device of a high resolution display panel, a gate, or a data driver that requires fast response speed.

한편, 다결정 실리콘으로 제조된 박막 트래지스터는 전하 이동도가 높아 빠른 응답속도를 요하는 고해상도 표시 패널에 적합할 뿐 아니라 주변 구동 회로들을 표시 패널 내에 내장할 수 있는 장점을 갖고 있다. 이에 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 이용한 액정 표시 장치가 대두되고 있다. Meanwhile, the thin film transistor made of polycrystalline silicon is suitable for a high resolution display panel requiring high response speed because of high charge mobility, and has an advantage of embedding peripheral driving circuits in the display panel. Accordingly, liquid crystal displays using polycrystalline silicon thin film transistors have emerged.

이러한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 활성층 상에 게이트 전극이 형성되는 탑 게이트 방식으로 제작된다. 즉, 활성층 상에 게이트 전극을 형성하고, 게이트 전극 양측에 불순물 이온을 주입한 다음, 엑시머 레이저를 불순물 이온이 주입된 활성층에 조사하여 불순물을 활성화 하였다. 하지만, 레이저 공정은 설비는 물론 유지 보수가 어렵고 복잡하고 그 단가가 비싸므로 원가 증가의 주요 원인이 된다. 또한, 레이저 조사시 에너지 편차로 인해 이온주입된 활성층의 특성이 불균일해지는 문제가 발생한다. The polycrystalline silicon thin film transistor is manufactured by a top gate method in which a gate electrode is formed on an active layer. That is, a gate electrode was formed on the active layer, impurity ions were implanted into both sides of the gate electrode, and an excimer laser was irradiated onto the active layer into which the impurity ions were implanted to activate impurities. However, the laser process is a major cause of cost increase because of the difficult and complicated maintenance and expensive equipment as well as the equipment. In addition, there is a problem that the characteristics of the ion-implanted active layer becomes nonuniform due to energy variation during laser irradiation.

또한, 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 별도의 금속 패드를 통해 외부의 전원에 접속된다. 하지만, 게이트와 금속 패드가 접하는 영역의 콘택 저항이 매우 크게 발생하는 문제가 있다. 즉, Al을 이용하여 게이트를 제작하였을 경우, 대기중에서 게이트 상부에 형성된 Al 산화막에 의해 게이트와 금속패드 간의 콘택 저항이 1E5 이상 오더(order)로 매우 높아 소자의 구동 불량을 유발하는 요인이 된다. 따라서, 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해 금속 패드를 형성한 다음, 별도의 금 속 활성화를 위한 열처리 공정을 실시하여 게이트와 금속 패드간의 저항을 감소 시켰다. 하지만, 이와 같이 별도의 열처리 공정이 추가됨으로 인해 소자의 제조 공정이 복잡해지게 되어 생산 단가는 물론 생산성이 저하되는 문제가 발생한다. In addition, the gate electrode of the thin film transistor is connected to an external power source through a separate metal pad. However, there is a problem in that the contact resistance of the region where the gate and the metal pad contact each other is very large. That is, when the gate is manufactured using Al, the contact resistance between the gate and the metal pad is very high in the order of 1E5 or more due to the Al oxide film formed on the gate in the air, which causes a driving failure of the device. Therefore, conventionally, to solve this problem, a metal pad was formed, and then a heat treatment process for additional metal activation was performed to reduce the resistance between the gate and the metal pad. However, as a separate heat treatment process is added as described above, the manufacturing process of the device becomes complicated, resulting in a problem in that the production cost and the productivity decrease.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 게이트, 소스 및 드레인 콘택 홀 형성 후 노(furnace)를 이용한 열처리 공정을 실시하여 활성층에 주입된 불순물 이온을 활성화 할 수 있고, 고온에서 패시베이션막을 형성하여 게이트와 패드간의 콘택 저항을 줄일 수 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention was derived to solve the above problems, and after the formation of the gate, source and drain contact holes, it is possible to activate the impurity ions implanted in the active layer by performing a heat treatment process using a furnace, at a high temperature It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device capable of forming a passivation film to reduce the contact resistance between the gate and the pad.

본 발명에 따른 기판상에 활성층을 형성하는 단계와, 상기 활성층을 덮는 게이트 절연막을 형성하고 그 상부에 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 게이트 패턴 상에 층간 절연막을 형성하고, 상기 층간 절연막을 관통하여 상기 활성층을 노출하는 소스 콘택홀 및 드레인 콘택홀과, 상기 게이트 라인의 일부를 노출하는 하부 게이트 콘택홀을 형성하는 단계와, 노를 이용한 열처리 공정을 실시하는 단계와, 상기 소스 콘택홀을 통해 상기 활성층과 접속되는 소스 전극, 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 활성층과 접속되는 드레인 전극, 상기 하부 게이트 콘택홀을 통해 상기 게이트 라인과 접속되는 하부 게이트 패드 및 상기 게이트 라인과 교차되게 형성되어 화소 영역을 정의 하는 데이터 라인을 형성하는 단계 및 상기 하부 게이트 패드의 금속원자가 확산이 가능한 온도에서 패시베이션막을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법을 제공한다. Forming an active layer on the substrate according to the present invention, forming a gate insulating film covering the active layer and forming a gate pattern including a gate electrode and a gate line thereon, and forming an interlayer insulating film on the gate pattern. Forming a source contact hole and a drain contact hole through the interlayer insulating layer to expose the active layer, a lower gate contact hole exposing a portion of the gate line, and performing a heat treatment process using an furnace. A source electrode connected to the active layer through the source contact hole, a drain electrode connected to the active layer through the drain contact hole, a lower gate pad connected to the gate line through the lower gate contact hole, and the gate line Forming a data line formed to intersect with and defining a pixel area And forming a passivation film at a temperature at which the metal atoms of the lower gate pad can be diffused.

상기의 게이트 패턴을 형성하는 단계 이후, 불순물 이온을 주입하여 활성층의 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 더 포함한다. After the forming of the gate pattern, the method may further include implanting impurity ions to form a channel region, a source region, and a drain region of the active layer.

상기의 노를 이용한 열처리 공정은 N2가스 분위기 하에서 350 내지 550도 범위 내의 온도에서 약 30 내지 120분 동안 실시하는 것이 바람직하다. The heat treatment process using the furnace is preferably carried out for about 30 to 120 minutes at a temperature within the range of 350 to 550 degrees under an N 2 gas atmosphere.

상기의 기판상에 활성층을 형성하는 단계는, 상기 기판상에 비정질 실리콘을 패터닝하는 단계 및 레이저를 이용하여 패터닝된 비정질 실리콘을 결정화하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. Forming the active layer on the substrate preferably includes patterning amorphous silicon on the substrate and crystallizing the patterned amorphous silicon using a laser.

상술한 금속원자가 확산이 가능한 온도는 섭씨 300 내지 500도 이상의 온도인 것이 바람직하다. The temperature at which the above-described metal atoms can be diffused is preferably 300 to 500 degrees Celsius or more.

상기의 패시베이션막을 형성하는 단계 이후, 상기 패시베이션막 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 관통하여 상기 드레인 전극을 노출하는 화소 콘택홀, 상기 하부 게이트 패드를 노출하는 상부 게이트 패드 콘택홀 및 상기 데이터 라인의 일부를 노출하는 데이터 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 화소 영역내에 형성되고 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극, 상기 상부 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 하부 게이트 패드와 접속되는 상부 게이트 패드 및 상기 데이터 콘택홀을 통해 상기 데이터 라인과 접속되는 데이터 패드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 효과적이다. After forming the passivation layer, a passivation layer is formed on the passivation layer, the pixel contact hole exposing the drain electrode through the passivation layer, the upper gate pad contact hole exposing the lower gate pad, and the data line. Forming a data contact hole exposing a portion of the pixel electrode; a pixel electrode formed in the pixel area and connected to the drain electrode through the pixel contact hole, and an upper part connected to the lower gate pad through the upper gate pad contact hole The method may further include forming a data pad connected to the data line through a gate pad and the data contact hole.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.

도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상부에 또는 위에 있다고 표현되는 경우는 각 부분이 다른 부분의 바로 상부 또는 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 각 부분과 다른 부분의 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., may be exaggerated for clarity, and like reference numerals designate like elements. In addition, when a part such as a layer, a film, an area, or a plate is expressed as being on or above another part, not only when each part is directly above or directly above the other part but also another part between each part and another part This includes cases.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 평면도이고, 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이며, 도 2 내지 도 10은 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위해 도 1a를 A-A 선, B-B 선, 및 C-C선에 대해 자른 단면도이다. 1A is a plan view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 1A is a cross-sectional view taken along lines AA, BB, and CC to illustrate a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an example.

도 1a 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트 랜지스터 기판은 투광성 절연 기판(100) 위에 게이트 신호를 전달하며 제 1 방향으로 연장되고 제 2 방향으로 소정 간격을 갖도록 배열된 복수의 게이트 라인(150)과, 게이트 라인(150)에 교차하여 형성된 복수의 데이터 라인(170)과, 게이트 라인(150)과 데이터 라인(170)에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극(220)과, 게이트 라인(150)과 데이터 라인(170)의 교차점에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 박막 트랜지스터(250)와, 화소 전극(220)과 유지 라인(140)의 중첩부에 형성된 유지 커패시터(142)를 포함한다. 1A to 10, the thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the present embodiment transmits a gate signal on the transparent insulating substrate 100 and extends in a first direction and has a predetermined interval in a second direction. A plurality of gate lines 150 arranged, a plurality of data lines 170 formed to intersect the gate lines 150, and pixel electrodes formed in a pixel region defined by the gate lines 150 and the data lines 170. A plurality of thin film transistors 250 formed in a matrix form at the intersections of the 220, the gate line 150, and the data line 170, and the storage capacitor formed in an overlapping portion of the pixel electrode 220 and the storage line 140. 142.

여기서, 인접하는 2개의 게이트 라인(150) 및 데이터 라인(170)에 의해 둘러싸여 형성된 화소 영역은 레이아웃 상에서 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the pixel region formed surrounded by two adjacent gate lines 150 and the data lines 170 has a rectangular shape on a layout.

또한, 박막 트랜지스터(250)는 게이트 라인(150)과 접속되는 게이트 전극(120), 데이터 라인(170)과 접속되는 소스 전극(180) 및 화소 전극(220)과 접속되는 드레인 전극(190)을 포함한다. 게이트 전극(120)은 활성층(110)의 채널 영역과 게이트 절연막(122)을 사이에 두고 중첩된다. 소스 전극(180)은 층간 절연막(160)을 통해 게이트 전극(120)과 절연되고, 이온이 주입된 활성층(110)의 소스 영역(111)과 소스 콘택홀(181)을 통해 접속된다. 드레인 전극(190)은 층간 절연막(160)을 통해 게이트 전극(120)과 절연되고, 이온이 주입된 활성층(110)의 드레인 영역(112)과 드레인 콘택홀(191)을 통해 접속된다. In addition, the thin film transistor 250 may include a gate electrode 120 connected to the gate line 150, a source electrode 180 connected to the data line 170, and a drain electrode 190 connected to the pixel electrode 220. Include. The gate electrode 120 overlaps the channel region of the active layer 110 with the gate insulating layer 122 interposed therebetween. The source electrode 180 is insulated from the gate electrode 120 through the interlayer insulating layer 160, and is connected to the source region 111 and the source contact hole 181 of the active layer 110 into which ions are implanted. The drain electrode 190 is insulated from the gate electrode 120 through the interlayer insulating layer 160, and is connected to the drain region 112 and the drain contact hole 191 of the active layer 110 into which ions are implanted.

이때, 활성층(110)은 박막 트랜지스터(250)의 특성에 따라 주입되는 이온이 달라진다. 예를 들어 박막 트랜지스터(250)가 N채널을 갖는 경우에는 고농도의 n+ 이온이 활성층(110)에 주입되고, P 채널을 갖는 경우에는 고농도의 p+ 이온이 활성 층(110)에 주입된다. 이와 같이 트랜지스터의 특성에 따라 주입되는 이온을 선택적으로 조절할 수 있다. 이때, 이온이 주입된 활성층(110)은 소스 영역(111) 및 드레인 영역(112)이 되고, 불순물 이온이 주입되지 않은 영역은 채널 영역(115)이 된다. 더욱이 본 실시예에서는 채널 영역(115)과 소스 및 드레인 영역(111, 112) 사이의 누설 전류(leakage current) 또는 펀치 스루(punch through)와 같은 현상을 방지하기 위해 채널 영역(115)과 소스 및 드레인 영역(111, 112)의 사이에 저농도의 n- 또는 p- 이온이 주입된 저농도 도핑영역(lightly doped drain; 113, 114)을 포함한다. In this case, the ions implanted into the active layer 110 vary according to the characteristics of the thin film transistor 250. For example, when the thin film transistor 250 has N channels, a high concentration of n + ions are implanted into the active layer 110, and when a thin film transistor 250 has a P channel, high concentrations of p + ions are implanted into the active layer 110. As such, the implanted ions may be selectively controlled according to the characteristics of the transistor. At this time, the active layer 110 implanted with ions becomes the source region 111 and the drain region 112, and the region where the impurity ions are not implanted becomes the channel region 115. Furthermore, in the present embodiment, the channel region 115 and the source and the source and the channel and the source and drain regions 111 and 112 are prevented in order to prevent a phenomenon such as punch current. And a lightly doped drain 113 and 114 into which low concentrations of n- or p- ions are implanted between the drain regions 111 and 112.

박막 트랜지스터(250)는 게이트 라인(150)의 소정 신호에 따라 동작하여 데이터 라인(170)의 비디오 신호 즉, 화소 신호를 액정 셀 인가한다. The thin film transistor 250 operates according to a predetermined signal of the gate line 150 to apply a video signal, that is, a pixel signal, of the data line 170 to the liquid crystal cell.

게이트 라인(150)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고, 게이트 라인(150)의 일부가 상부 및/또는 하부로 돌출하여 상술한 박막 트랜지스터(250)의 게이트 전극(120)을 이룬다. 게이트 라인(150)의 끝단에는 외부 회로와의 연결을 위한 게이트 패드(24)가 형성되어 있다.The gate line 150 mainly extends in the horizontal direction, and a portion of the gate line 150 protrudes upward and / or downward to form the gate electrode 120 of the thin film transistor 250 described above. A gate pad 24 for connecting to an external circuit is formed at the end of the gate line 150.

데이터 라인(170)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있고, 그 일부가 돌출하여 상술한 박막 트랜지스터(250)의 소스 전극(180)을 이룬다. 데이터 라인(170)의 끝단에는 데이터 패드(230)가 형성되어 있다. The data line 170 mainly extends in the vertical direction, and a part of the data line 170 protrudes to form the source electrode 180 of the thin film transistor 250 described above. The data pad 230 is formed at the end of the data line 170.

화소 전극(220)은 보호막(200, 210)을 관통하는 화소 콘택홀(221)을 통해 박막 트랜지스터(250)의 드레인 전극(190)에 접속되어 있다. 한편, 박막 트랜지스터(150)를 통해 인가된 화소 신호에 따라 화소 영역에 형성된 화소 전극(220)과 공통 전극(미도시) 사이에 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 액정 분자들이 유전 이방성에 의해 회전한다. 이러한 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역을 투과하는 광의 투과율이 달라지게 되어 목표로 하는 화상을 구현할 수 있게 된다.The pixel electrode 220 is connected to the drain electrode 190 of the thin film transistor 250 through the pixel contact hole 221 penetrating the passivation layers 200 and 210. Meanwhile, an electric field is formed between the pixel electrode 220 formed in the pixel region and the common electrode (not shown) according to the pixel signal applied through the thin film transistor 150, and the liquid crystal molecules rotate by the dielectric anisotropy by the electric field. do. The transmittance of light passing through the pixel region is changed according to the degree of rotation of the liquid crystal molecules so that the target image can be realized.

유지 커패시터(142)는 유지 라인(140)과, 유지 라인(140)과 층간 절연막(160) 및 보호막(200, 210)을 사이에 두고 중첩되는 화소 전극(220)으로 구성된다. 이러한 유지 커패시터(142)는 화소 전극(220)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되도록 한다. The storage capacitor 142 includes a storage line 140, and a pixel electrode 220 overlapping the storage line 140 with the interlayer insulating layer 160 and the passivation layers 200 and 210 interposed therebetween. The sustain capacitor 142 allows the pixel signal charged in the pixel electrode 220 to be stably maintained until the next pixel signal is charged.

이하, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention described above will be described with reference to the drawings.

도 2를 참조하면, 투광성 절연 기판(100) 상에 버퍼막(102)을 형성하고, 버퍼막(102) 상에 활성층(110)을 형성한다. Referring to FIG. 2, a buffer layer 102 is formed on the light-transmissive insulating substrate 100, and an active layer 110 is formed on the buffer layer 102.

여기서, 절연 기판(100)은 유리, 석영 또는 사파이어 등을 사용할 수 있고, 투광성의 플라스틱판을 사용할 수도 있다. Here, the insulating substrate 100 may be made of glass, quartz, sapphire, or the like, or may be a transparent plastic plate.

상기의 절연 기판(100) 상에 SiO2 또는 SiNx를 포함하는 무기 절연물질을 사용하여 CVD법, PVD법 또는 스퍼터링 방법을 통해 버퍼막(102)을 형성하고, 비정질 실리콘을 사용하여 버퍼막(102) 상에 활성막을 형성하는 것이 바람직하다. 이후, 활성막 상에 감광막을 도포하고, 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 통해 감광막 패턴을 형성한다. 감광막 패턴은 활성층(110)이 형성될 영역을 제외한 영역을 노출하는 형상으로 형성된다. 상기의 감광막 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정 을 실시하여 노출된 영역의 활성막을 제거하여 활성층(110)을 형성하는 것이 바람직하다. On the insulating substrate 100, the buffer film 102 is formed by using an inorganic insulating material containing SiO 2 or SiN x through CVD, PVD, or sputtering, and using amorphous silicon. It is preferable to form an active film on 102. Thereafter, a photoresist film is coated on the active layer, and a photoresist pattern is formed through a photolithography process using a mask. The photoresist pattern is formed in a shape that exposes a region other than the region where the active layer 110 is to be formed. It is preferable to form the active layer 110 by performing an etching process using the photoresist pattern as an etching mask to remove the active layer in the exposed region.

이후, 레이저를 이용한 결정화 공정을 통해 활성층(110)의 비정질 실리콘막이 결정화 되어 다결정 실리콘막이 된다. 즉, 엑시머 레이저를 활성층(110)에 조사하여 결정핵 성장과 결정 성장을 통해 결정화가 진행된다. 다결정 실리콘의 활성층(110) 형성 후, 소정의 스트립 공정을 통해 감광막 패턴을 제거한다. Thereafter, the amorphous silicon film of the active layer 110 is crystallized through a crystallization process using a laser to form a polycrystalline silicon film. That is, the excimer laser is irradiated onto the active layer 110 to crystallize through crystal growth and crystal growth. After the active layer 110 of polycrystalline silicon is formed, the photoresist pattern is removed through a predetermined strip process.

또한, 상기에서 활성층(110) 상에 후속 공정인 소스 및 드레인 콘택홀 형성 시 식각 방지막으로 작용할 소정의 배리어막(미도시)을 더 형성할 수도 있다. In addition, a predetermined barrier layer (not shown) may be further formed on the active layer 110 to serve as an etch barrier layer during the formation of the source and drain contact holes.

도 3을 참조하면, 전체 구조 상에 게이트 절연막(122), 게이트 도전막(124) 및 이온 배리어막(126)을 형성한다. Referring to FIG. 3, a gate insulating film 122, a gate conductive film 124, and an ion barrier film 126 are formed over the entire structure.

상기에서, 게이트 절연막(122)으로 SiO2등의 절연물질을 사용하는 것이 바람직하다. 게이트 도전막(124)으로는 Mo, Cu, Al, Ti, Cr, Mo합금, AlNd등의 Al합금, Cu합금이 단일 층 구조로 형성되거나, Ar/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu합금/Mo, Cu합금/Al, Cu합금/Mo합금, Cu합금/Al합금, Al/Mo합금, Mo합금/Al, Al합금/Mo합금, Mo합금/Al합금 등과 같이 이중 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다. 이온 배리어막(126)은 크롬을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. In the above, it is preferable to use an insulating material such as SiO 2 as the gate insulating film 122. As the gate conductive film 124, Al alloys such as Mo, Cu, Al, Ti, Cr, Mo alloys, AlNd, Cu alloys are formed in a single layer structure, or Ar / Cr, Al / Mo, Al (Nd) / Al, Al (Nd) / Cr, Mo / Al (Nd) / Mo, Cu / Mo, Ti / Al (Nd) / Ti, Mo / Al, Mo / Ti / Al (Nd), Cu Alloy / Mo, Cu The alloy / Al, Cu alloy / Mo alloy, Cu alloy / Al alloy, Al / Mo alloy, Mo alloy / Al, Al alloy / Mo alloy, Mo alloy / Al alloy and the like can be formed of a multi-layer or more multi-layer structure. The ion barrier film 126 is preferably formed using chromium.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 이온 배리어막(126), 게이트 도전막(124)을 패터닝 하여 게이트 전극(120)과 게이트 라인(150)을 포함하는 게이트 패턴과 유지 라인(140) 및 하부 패드 전극(151)을 형성하고, 이온주입을 실시하여 활성층(110) 내에 채널 영역(115), 저농도 이온주입 영역(113, 114), 소스 영역(112) 및 드레인(112) 영역을 형성한다. 4 and 5, the ion barrier layer 126 and the gate conductive layer 124 are patterned to form a gate pattern including the gate electrode 120 and the gate line 150, the sustain line 140, and the lower portion. The pad electrode 151 is formed and ion implantation is performed to form the channel region 115, the low concentration ion implantation regions 113 and 114, the source region 112, and the drain 112 region in the active layer 110.

상기에서 패터닝 공정은 도 4에 도시된 바와 같이 이온 배리어막(126) 상에 감광막을 도포하고, 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 통해 감광막 패턴을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 이온 배리어막(126)을 패터닝 한다. 이때, 이온 배리어막(126)은 저농도 이온주입 영역을 형성하기 위해 게이트 전극(120)보다 소정 길이 만큼 긴 패턴으로 형성하는 것이 효과적이다. 이후, 패터닝된 이온 배리어막(126)을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 실시하여 게이트 도전막(124)을 식각하여 게이트 전극(120), 게이트 라인(120), 유지 라인(140) 및 하부 패드 전극(151)을 형성한다. 이때, 게이트 도전막(124)을 과도 식각하여 이온 배리어막(126) 하부에 위치한 게이트 전극(120)의 폭이 이온 배리어막(126)의 폭보다 작게 형성하는 것이 바람직하다. In the above patterning process, a photoresist film is coated on the ion barrier film 126 as shown in FIG. 4, and a photoresist pattern is formed through a photolithography process using a mask. An ion barrier layer 126 is patterned by performing an etching process using the photoresist pattern as an etching mask. In this case, it is effective to form the ion barrier layer 126 in a pattern longer than the gate electrode 120 by a predetermined length to form a low concentration ion implantation region. Thereafter, an etching process using the patterned ion barrier layer 126 as an etching mask is performed to etch the gate conductive layer 124 to form the gate electrode 120, the gate line 120, the storage line 140, and the lower pad electrode. 151 is formed. In this case, the gate conductive layer 124 may be excessively etched to form a width of the gate electrode 120 positioned below the ion barrier layer 126 to be smaller than that of the ion barrier layer 126.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이 이온 배리어막(126)을 이온주입 마스크로 하는 고농도 이온 주입 공정을 실시하여 게이트 전극(120) 양측의 활성층(110) 내에 소스 영역(111), 드레인 영역(112) 및 채널 영역(115)을 형성한다. 도 5에 도시된 바와 같이 이온 배리어막(126)을 제거한 다음 저농도 이온주입 공정을 실시하여 게이트 전극(120) 측벽 하단 영역 즉, 소스 영역(111)과 채널 영역(115) 사이 및 드레인 영역(112)과 채널 영역(115) 사이에 각기 저농도 이온주입 영역(113, 114)을 형성한다. 상기에서 주입되는 불순물은 소자 내의 케리어 특성에 따라 N타 입 불순물 이온 또는 P타입 불순물 이온을 사용할 수 있다. 그리고, N타입과 P타입을 동시에 형성할 경우에는 각기 서로 다른 이온주입 마스크를 사용하는 것이 효과적이다. Next, as illustrated in FIG. 4, a high concentration ion implantation process using the ion barrier layer 126 as an ion implantation mask is performed to form the source region 111 and the drain region in the active layer 110 on both sides of the gate electrode 120. 112 and channel region 115 are formed. As shown in FIG. 5, the ion barrier layer 126 is removed and then a low concentration ion implantation process is performed to form a lower region of the sidewall of the gate electrode 120, that is, between the source region 111 and the channel region 115 and the drain region 112. ) And the low concentration ion implantation regions 113 and 114, respectively, between the channel region 115 and the channel region 115. The impurity implanted above may use N-type impurity ions or P-type impurity ions according to carrier characteristics in the device. In addition, when forming N type and P type simultaneously, it is effective to use different ion implantation masks.

도 6을 참조하면, 게이트 전극(120), 유지 라인(140), 하부 패드 전극(151), 소스 영역(111) 및 드레인 영역(112)이 형성된 기판(100)의 전면에 층간 절연막(160)을 형성하고, 소스 영역(111), 드레인 영역(112) 및 하부 패드 전극(151) 상의 층간 절연막(160)의 일부를 제거하여 콘택홀(152, 181, 191)을 형성한 후, 열처리 공정을 실시한다. Referring to FIG. 6, the interlayer insulating layer 160 is formed on the entire surface of the substrate 100 on which the gate electrode 120, the storage line 140, the lower pad electrode 151, the source region 111, and the drain region 112 are formed. And remove a portion of the interlayer insulating layer 160 on the source region 111, the drain region 112, and the lower pad electrode 151 to form the contact holes 152, 181, and 191, and then perform a heat treatment process. Conduct.

상기의 층간 절연막(160)으로는 SiO2 또는 SiNx를 포함하는 무기 절연물질을 사용하는 것이 바람직하다. 층간 절연막(160)은 단층으로 형성할 수 있고, 다층막으로 형성할 수도 있다. 전체 구조상에 층간 절연막(160)을 형성한 다음, 층간 절연막(160) 상에 감광막을 도포한다. 마스크를 이용한 포토 리소그라피 공정을 실시하여 소스 영역(111), 드레인 영역(112) 및 하부 패드 전극(151) 영역을 개방하는 감광막 패턴을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 소스 영역(111)의 일부를 개방하는 소스 콘택홀(181)과, 드레인 영역(112)의 일부를 개방하는 드레인 콘택홀(191)과, 하부 패드 전극(151)의 일부를 개방하는 하부 패드 전극 콘택홀(152)을 형성한다. It is preferable to use an inorganic insulating material including SiO 2 or SiN x as the interlayer insulating layer 160. The interlayer insulating film 160 may be formed as a single layer or may be formed as a multilayer film. After the interlayer insulating film 160 is formed on the entire structure, a photosensitive film is coated on the interlayer insulating film 160. A photolithography process using a mask is performed to form a photoresist pattern that opens the source region 111, the drain region 112, and the lower pad electrode 151 region. A source contact hole 181 that opens a portion of the source region 111 by performing an etching process using the photoresist pattern as an etching mask, a drain contact hole 191 that opens a portion of the drain region 112, and a lower portion A lower pad electrode contact hole 152 that opens a portion of the pad electrode 151 is formed.

이후 노를 이용한 열처리 공정을 실시한다. 이때, 열처리 공정은 섭씨 350 내지 550도 범위 내의 온도에서 약 30 내지 120분간동안 실시하는 것이 바람직하 다. 열처리는 400 내지 500도의 온도에서 약 50 내지 100분간 실시하는 것이 더욱 바람직하다.After that, the heat treatment process using the furnace is performed. At this time, the heat treatment process is preferably carried out for about 30 to 120 minutes at a temperature within the range of 350 to 550 degrees Celsius. More preferably, the heat treatment is performed for about 50 to 100 minutes at a temperature of 400 to 500 degrees.

본 실시예에서는 노(Furnace)를 이용한 열처리 공정은 노 내부에 상기 소스 콘택홀(181), 드레인 콘택홀(191) 및 하부 패드 전극 콘택홀(152)이 형성된 기판(100)을 로딩 시킨 다음 노 내부의 온도를 상기의 범위내로 상승시켜 열처리 공정을 실시할 수도 있고, 상기의 온도로 상승된 노 내부에 상기 소스 콘택홀(181), 드레인 콘택홀(191) 및 하부 패드 전극 콘택홀(152)이 형성된 기판(100)을 로딩시켜 열처리 공정을 실시할 수도 있다. In the present embodiment, a heat treatment process using a furnace is performed by loading a substrate 100 having the source contact hole 181, the drain contact hole 191, and the lower pad electrode contact hole 152 inside the furnace. The heat treatment process may be performed by raising an internal temperature within the above range, and the source contact hole 181, the drain contact hole 191, and the lower pad electrode contact hole 152 inside the furnace raised to the temperature. The heat treatment process may be performed by loading the formed substrate 100.

상술한 바와 같은 열처리 공정을 통해 활성층(110)의 소스 영역(111), 드레인 영역(112), 저농도 이온주입 영역(113, 114)에 주입된 불순물 이온을 활성화시키게 된다. 또한, 상기의 열처리 공정을 통해 하부 패드 전극 콘택홀(152)에 의해 개방된 하부 패드 전극(151) 상에 형성된 자연 산화막의 두께를 줄일 수 있다. 이를 위해 상기 노를 이용한 열처리 공정을 N2 분위기에서 실시하여 하부 패드 전극 상에 형성된 산화막을 질화막으로 변경하여 산화막의 두께를 감소시킬 수 있다. As described above, the impurity ions implanted into the source region 111, the drain region 112, and the low concentration ion implantation regions 113 and 114 of the active layer 110 are activated. In addition, the thickness of the natural oxide layer formed on the lower pad electrode 151 opened by the lower pad electrode contact hole 152 may be reduced through the heat treatment process. To this end, the heat treatment process using the furnace may be performed in an N 2 atmosphere to reduce the thickness of the oxide film by changing the oxide film formed on the lower pad electrode to a nitride film.

도 7을 참조하면, 콘택홀(152, 181, 191)이 형성된 층간 절연막(160) 상에 도전성막을 형성하여 콘택홀(152, 181, 191)을 매립하고, 층간 절연막(160) 상의 도전성막을 패터닝 하여 데이터 라인(170), 소스 전극(180), 드레인 전극(190), 하부 게이트 패드(153) 및 하부 데이터 패드(172)를 형성한다. Referring to FIG. 7, a conductive film is formed on the interlayer insulating film 160 on which the contact holes 152, 181, and 191 are formed to fill the contact holes 152, 181, and 191, and pattern the conductive film on the interlayer insulating film 160. The data line 170, the source electrode 180, the drain electrode 190, the lower gate pad 153, and the lower data pad 172 are formed.

소정의 도전성막을 상기 층간 절연막(160) 상에 형성하되, 층간 절연막(160) 내에 형성된 콘택홀(152, 181, 191) 내부를 도전성막으로 매립한다. 상기 도전성막 상에 감광막을 도포한 다음 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여 감광막 패턴을 형성한다. 이때, 감광막 패턴을 통해 데이터 라인(170), 소스 전극(180), 드레인 전극(190), 하부 게이트 패드(153) 및 하부 데이터 패드(172) 영역을 제외한 영역이 개방된다. 이후, 감광막 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 게이트 라인(120)과 직교하는 직선형상의 데이터 라인(170)을 형성하고, 데이터 라인(170)의 일단에서 연장되어 소스 콘택홀(181)을 통해 소스 영역(111)과 접속된 소스 전극(180)을 형성하고, 드레인 콘택홀(191)을 통해 드레인 영역(112)과 접속된 드레인 전극(190)을 형성하고, 하부 패드 전극 콘택홀(152)을 통해 하부 패드 전극(151)과 접속된 하부 게이트 패드(153)를 형성하고, 데이터 라인(170)의 끝단에 하부 데이터 패드(172)를 형성한다. A predetermined conductive film is formed on the interlayer insulating film 160, and the inside of the contact holes 152, 181, and 191 formed in the interlayer insulating film 160 are filled with the conductive film. After the photosensitive film is coated on the conductive film, a photolithography process using a mask is performed to form a photosensitive film pattern. In this case, regions except for the data line 170, the source electrode 180, the drain electrode 190, the lower gate pad 153, and the lower data pad 172 are opened through the photoresist pattern. Thereafter, an etching process using the photoresist pattern as an etch mask is performed to form a straight data line 170 orthogonal to the gate line 120, and extends from one end of the data line 170 to close the source contact hole 181. A source electrode 180 connected to the source region 111 is formed through the drain electrode hole 191, a drain electrode 190 connected to the drain region 112 is formed through the drain contact hole 191, and a lower pad electrode contact hole 152 is formed. The lower gate pad 153 connected to the lower pad electrode 151 is formed through the lower pad electrode, and the lower data pad 172 is formed at the end of the data line 170.

여기서, 상기 도전성막은 Mo, Cu, Al, Ti, Cr, Mo합금, AlNd등의 Al합금, Cu합금이 단일 층 구조로 형성되거나, Ar/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu합금/Mo, Cu합금/Al, Cu합금/Mo합금, Cu합금/Al합금, Al/Mo합금, Mo합금/Al, Al합금/Mo합금, Mo합금/Al합금 등과 같이 이중 이상의 다층 구조로 형성될 수 있다.Here, the conductive film may be formed of a single layer structure of Al alloys such as Mo, Cu, Al, Ti, Cr, Mo alloys, AlNd, Cu alloys, Ar / Cr, Al / Mo, Al (Nd) / Al, Al (Nd) / Cr, Mo / Al (Nd) / Mo, Cu / Mo, Ti / Al (Nd) / Ti, Mo / Al, Mo / Ti / Al (Nd), Cu Alloy / Mo, Cu Alloy / Al, Cu alloy / Mo alloy, Cu alloy / Al alloy, Al / Mo alloy, Mo alloy / Al, Al alloy / Mo alloy, Mo alloy / Al alloy and the like can be formed in a multi-layered multi-layer structure.

도 8을 참조하면, 전극(180, 190)과 패드(153, 172)가 형성된 층간 절연막(160) 상에 고온 패시베이션막(passivation layer; 200)을 형성한다. Referring to FIG. 8, a high temperature passivation layer 200 is formed on the interlayer insulating layer 160 on which the electrodes 180 and 190 and the pads 153 and 172 are formed.

상기의 데이터 라인(170), 소스 전극(180), 드레인 전극(190), 하부 게이트 패드(153) 및 하부 데이터 패드(172)가 형성된 층간 절연막(160) 상부 전면에 패시 베이션막(200)을 형성하되, 섭씨 300 내지 500도 이상의 온도에서 증착하는 것이 바람직하다. 물론 패시베이션막(200)을 350 내지 400도의 온도에서 증착하는 것이 더욱 바람직하다. 이를 통해 하부 패드 전극(151)과 하부 패드(153)들 간의 콘택 저항을 줄일 수 있다. 예를 들어 게이트 라인(120)으로 Al을 사용하였을 경우에는 게이트 라인(120)의 끝단에 형성된 하부 패드 전극(151)은 하부 패드 전극 콘택홀(152)에 의해 개방되어 그 상부 표면에 알루미늄 자연 산화막이 형성된다. 이후, 하부 패드 전극 콘택홀(152)을 통해 하부 패드 전극(151)과 접속되는 하부 게이트 패드(153)를 Al을 사용하여 형성하게 되면 하부 패드 전극(151)과 하부 게이트 패드(153) 사이에 자연 산화막이 잔류되어 두 금속 간의 콘택 저항이 매우 커지게 된다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 노를 이용한 열처리 공정시 알루미늄 자연 산화막의 적어도 일부를 질화막으로 변경시키고, Al이 확산할 수 있는 온도 이상에서 패시베이션막(200)을 형성함으로서 하부 패드 전극(151) 상에 형성된 자연 산화막 내부로 Al이 확산되어 두 금속간의 콘택 저항을 줄일 수 있게 된다. The passivation layer 200 is formed on the entire upper surface of the interlayer insulating layer 160 on which the data line 170, the source electrode 180, the drain electrode 190, the lower gate pad 153, and the lower data pad 172 are formed. It is preferable to form at a temperature of 300 to 500 degrees Celsius or more. Of course, it is more preferable to deposit the passivation film 200 at a temperature of 350 to 400 degrees. As a result, contact resistance between the lower pad electrode 151 and the lower pad 153 may be reduced. For example, when Al is used as the gate line 120, the lower pad electrode 151 formed at the end of the gate line 120 is opened by the lower pad electrode contact hole 152, and the aluminum natural oxide film is formed on the upper surface thereof. Is formed. Subsequently, when the lower gate pad 153 connected to the lower pad electrode 151 through the lower pad electrode contact hole 152 is formed using Al, the lower pad electrode 151 and the lower gate pad 153 may be formed. The natural oxide film remains and the contact resistance between the two metals becomes very large. In the present embodiment, at least a portion of the natural aluminum oxide film is changed to a nitride film during the heat treatment process using the above-described furnace, and the passivation film 200 is formed on the lower pad electrode 151 above the temperature at which Al can diffuse. Al is diffused into the native oxide film to reduce the contact resistance between the two metals.

도 9를 참조하면, 상기 패시베이션막(200) 상부 전면에 보호막(210)을 형성하고, 패시베이션막(200) 및 보호막(210)의 일부를 제거하여 화소 콘택홀(221), 게이트 패드 콘택홀(231) 및 데이터 패드 콘택홀(241)을 형성한다. Referring to FIG. 9, a passivation layer 210 is formed on an entire top surface of the passivation layer 200, and a portion of the passivation layer 200 and the passivation layer 210 is removed to form a pixel contact hole 221 and a gate pad contact hole ( 231 and a data pad contact hole 241 are formed.

상기의 패시베이션막(200) 상부에 무기 절연물질 도는 유기 절연물질을 전면에 증착하여 보호막(210)을 형성한다. 즉, 보호막(210)은 하부에 형성된 박막 트랜지스터(250)를 보호하는 역할을 한다. 보호막(210) 상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여 화소 콘택홀 영역, 게이트 패드 콘택홀 영역 및 드레인 패드 콘택홀 영역을 노출하는 감광막 패턴을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 노출된 영역의 보호막(210) 및 패시베이션막(200)을 순차로 식각하여 화소 콘택홀(221), 게이트 패드 콘택홀(231) 및 데이터 패드 콘택홀(241)을 형성한다. 소정의 스트립 공정을 통해 상기의 감광막 패턴을 제거한다. A passivation layer 200 is formed on the passivation layer 200 by depositing an inorganic insulating material or an organic insulating material on the entire surface to form a protective film 210. That is, the passivation layer 210 serves to protect the thin film transistor 250 formed below. After the photoresist is coated on the passivation layer 210, a photolithography process using a mask is performed to form a photoresist pattern exposing the pixel contact hole region, the gate pad contact hole region, and the drain pad contact hole region. An etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to sequentially etch the passivation layer 210 and the passivation layer 200 of the exposed region to sequentially etch the pixel contact hole 221, the gate pad contact hole 231, and the data pad contact. The hole 241 is formed. The photoresist pattern is removed through a predetermined strip process.

도 10을 참조하면, 상기 콘택홀(221, 231, 241)이 형성된 보호막(210) 상에 도전성막을 증착하고 패터닝 하여 화소 전극(220), 상부 게이트 패드(230) 및 상부 드레인 패드(240)를 형성한다. Referring to FIG. 10, a conductive film is deposited and patterned on the passivation layer 210 on which the contact holes 221, 231, and 241 are formed, thereby forming the pixel electrode 220, the upper gate pad 230, and the upper drain pad 240. Form.

인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 전체 구조 상에 증착한다. 투명 도전성막 상에 감광막을 도포한 다음 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여 화소 전극 영역, 상부 게이트 패드 영역, 상부 드레인 패드 영역을 제외한 영역을 노출하는 감광막 패턴을 형성한다. 상기의 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 화소 영역에 드레인 전극(190)과 화소 콘택홀(221)을 통해 연결되는 화소 전극(220)을 형성하고, 게이트 패드 영역에 하부 게이트 패드(153)와 게이트 패드 콘택홀(231)을 통해 연결되는 상부 게이트 패드(230)를 형성하고, 데이터 패드 영역에 하부 데이터 패드(172)와 및 상부 드레인 패드(240)를 형성한다. A transparent conductive film containing indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the entire structure. After the photosensitive film is coated on the transparent conductive film, a photolithography process using a mask is performed to form a photosensitive film pattern exposing regions except for the pixel electrode region, the upper gate pad region, and the upper drain pad region. An etching process using the photoresist pattern as an etching mask is performed to form a pixel electrode 220 connected to the drain electrode 190 and the pixel contact hole 221 in the pixel region, and to form a lower gate pad ( An upper gate pad 230 connected to the 153 and the gate pad contact hole 231 is formed, and a lower data pad 172 and an upper drain pad 240 are formed in the data pad region.

상술한 실시예에서는 소스 영역(111), 드레인 영역(112), 저농도 이온주입 영역(113, 114)에 주입된 불순물 이온을 활성화하기 위해 콘택홀을 형성한 다음 노를 이용한 열처리 공정을 실시하였다. 또한, 이러한 열처리 공정한 다음, 하부 패 드 전극 상에 하부 게이트 패드 형성하고 패시베이션막을 고온에서 증착하여 소자의 제작 단가를 줄일 수 있고, 공정 단순화를 이룰 수 있을 뿐 아니라 하부 패드 전극과 하부 게이트 패드간의 콘택 저항을 줄일 수 있었다. In the above-described embodiment, a contact hole is formed to activate impurity ions implanted into the source region 111, the drain region 112, and the low concentration ion implantation regions 113 and 114, and then a heat treatment process using a furnace is performed. In addition, after the heat treatment process, the lower gate pad is formed on the lower pad electrode and the passivation film is deposited at a high temperature to reduce the manufacturing cost of the device, and to simplify the process, and to contact the lower pad electrode and the lower gate pad. Could reduce the resistance.

이러한 콘택 저항 감소에 관해 실험결과를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The contact resistance reduction will be described with reference to the experimental results as follows.

도 11은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 콘택 저항을 측정한 결과 그래프이다. 11 is a graph illustrating a result of measuring contact resistance of a thin film transistor according to the present invention.

도 11에서 a 그래프는 하부 패드 전극과 하부 게이트 패드 형성 후 이들간의 저항값을 측정한 결과 그래프이고,b 그래프는 패시베이션막을 고온 증착한 후 하부 패드전극과 하부 게이트 패드 간의 저항값을 측정한 결과 그래프이다. 또한, 도 11의 조건 1은 콘택 형성 후, 이온 활성화를 위해 노를 이용한 열처리 공정을 약 450도의 온도에서 실시한 실험 결과이고, 조건 2는 노를 이용한 열처리 공정을 약 400도의 온도에서 실시한 후의 실험 결과이다. In FIG. 11, a graph shows a result of measuring resistance between the lower pad electrode and the lower gate pad after forming the lower pad electrode, and a graph b shows a result of measuring resistance between the lower pad electrode and the lower gate pad after the passivation film is deposited at a high temperature. to be. In addition, condition 1 of FIG. 11 is an experimental result of performing a heat treatment process using a furnace at about 450 degrees for contact activation after the formation of a contact, and condition 2 is a test result of performing a heat treatment process using a furnace at a temperature of about 400 degrees to be.

상술한 실험 조건에서와 같이 콘택을 형성한 다음, 열처리 공정을 실시하고, 콘택을 매립한 다음 고온에서 패시베이션막을 증착하게 되면 콘택 저항이 감소됨을 알 수 있다. 또한, 열처리 공정의 온도에 따라 콘택 저항 값의 변화가 커지게 됨을 알 수 있다.It can be seen that the contact resistance is reduced by forming a contact as in the above-described experimental conditions, performing a heat treatment process, filling the contact, and depositing a passivation film at a high temperature. In addition, it can be seen that the change of the contact resistance value increases with the temperature of the heat treatment process.

상술한 바와 같이, 하부 패드 전극 콘택홀 형성후, 노를 이용한 열처리 공정을 통해 활성층에 주입된 불순물 이온을 활성화 할 수 있다. As described above, after the lower pad electrode contact hole is formed, impurity ions implanted into the active layer may be activated through a heat treatment process using a furnace.

또한, 콘택홀 형성후, 노를 이용한 열처리 공정을 실시하고, 금속으로 콘택홀을 매립한 다음, 고온에서 패시베이션막을 형성하여 콘택홀을 통해 접속되는 두 금속간의 콘택 저항을 줄일 수 있고, 공정을 단순화할 수 있으며, 소자의 제작 비용을 절감할 수 있다.In addition, after the contact hole is formed, a heat treatment process using a furnace is performed, and the contact hole is filled with a metal, and then a passivation film is formed at a high temperature to reduce the contact resistance between the two metals connected through the contact hole, and simplify the process. It is possible to reduce the manufacturing cost of the device.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described with reference to the embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. .

Claims (6)

기판상에 활성층을 형성하는 단계;Forming an active layer on the substrate; 상기 활성층을 덮는 게이트 절연막을 형성하고 그 상부에 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계;Forming a gate insulating layer covering the active layer and forming a gate pattern including a gate electrode and a gate line thereon; 상기 게이트 패턴 상에 층간 절연막을 형성하고, 상기 층간 절연막을 관통하여 상기 활성층을 노출하는 소스 콘택홀 및 드레인 콘택홀과, 상기 게이트 라인의 일부를 노출하는 하부 게이트 콘택홀을 형성하는 단계;Forming an interlayer insulating layer on the gate pattern, forming a source contact hole and a drain contact hole penetrating the interlayer insulating layer to expose the active layer, and a lower gate contact hole exposing a portion of the gate line; 노를 이용한 열처리 공정을 실시하는 단계;Performing a heat treatment process using a furnace; 상기 소스 콘택홀을 통해 상기 활성층과 접속되는 소스 전극, 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 활성층과 접속되는 드레인 전극, 상기 하부 게이트 콘택홀을 통해 상기 게이트 라인과 접속되는 하부 게이트 패드 및 상기 게이트 라인과 교차되게 형성되어 화소 영역을 정의 하는 데이터 라인을 형성하는 단계; 및A source electrode connected to the active layer through the source contact hole, a drain electrode connected to the active layer through the drain contact hole, a lower gate pad connected to the gate line through the lower gate contact hole, and an intersection with the gate line Forming a data line so as to define a pixel area; And 상기 하부 게이트 패드의 금속원자가 확산이 가능한 온도에서 패시베이션막을 형성하는 단계;를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.And forming a passivation film at a temperature at which the metal atoms of the lower gate pad can be diffused. 청구항 1에 있어서, 상기 게이트 패턴을 형성하는 단계 이후, The method of claim 1, after the forming of the gate pattern, 불순물 이온을 주입하여 활성층의 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장지용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.And implanting impurity ions to form a channel region, a source region and a drain region of the active layer. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 노를 이용한 열처리 공정은 N2가스 분위기 하에서 350 내지 550도 범위 내의 온도에서 약 30 내지 120분간동안 실시하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법. The heat treatment process using the furnace is a thin film transistor substrate manufacturing method for a liquid crystal display device performed for about 30 to 120 minutes at a temperature within the range of 350 to 550 degrees in an N 2 gas atmosphere. 청구항 1에 있어서, 상기 기판상에 활성층을 형성하는 단계는, The method of claim 1, wherein the forming of the active layer on the substrate, 상기 기판상에 비정질 실리콘을 패터닝하는 단계; 및Patterning amorphous silicon on the substrate; And 레이저를 이용하여 패터닝된 비정질 실리콘을 결정화하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.A method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device comprising crystallizing patterned amorphous silicon using a laser. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 금속원자가 확산이 가능한 온도는 섭씨 300 내지 500도 이상의 온도인 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.The metal atom can be diffused to a temperature of 300 to 500 degrees Celsius or more thin film transistor substrate manufacturing method for a liquid crystal display device. 청구항 1에 있어서, 상기 패시베이션막을 형성하는 단계 이후, The method of claim 1, wherein after forming the passivation film, 상기 패시베이션막 상에 보호막을 형성하고, 상기 보호막을 관통하여 상기 드레인 전극을 노출하는 화소 콘택홀, 상기 하부 게이트 패드를 노출하는 상부 게이트 패드 콘택홀 및 상기 데이터 라인의 일부를 노출하는 데이터 콘택홀을 형성하는 단계; 및A passivation layer may be formed on the passivation layer, the pixel contact hole exposing the drain electrode through the passivation layer, the upper gate pad contact hole exposing the lower gate pad, and the data contact hole exposing a portion of the data line. Forming; And 상기 화소 영역내에 형성되고 상기 화소 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극, 상기 상부 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 하부 게이트 패드와 접속되는 상부 게이트 패드 및 상기 데이터 콘택홀을 통해 상기 데이터 라인과 접속되는 데이터 패드를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 제조 방법.A pixel electrode formed in the pixel region and connected to the drain electrode through the pixel contact hole, an upper gate pad connected to the lower gate pad through the upper gate pad contact hole, and the data line through the data contact hole; A method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device, further comprising the step of forming a data pad to be connected.
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