KR102167136B1 - Display device having thin film transistor array substrate and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 개시된 발명은 기판상에 형성된 활성층; 상기 활성층을 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막; 상기 활성층 위의 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 형성되고, 상기 활성층의 소스영역 및 드레인 영역을 노출시키는 층간 절연막; 상기 층간 절연막 상에 형성되고, 상기 소스영역 및 드레인 영역과 각각 접촉하는 소스전극 및 드레인 전극; 상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 층간 절연막 상에 형성되고, 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 패시베이션막; 상기 제1 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 드레인 전극과 접촉되는 금속층 패턴; 상기 제1 패시베이션막 상에 형성된 공통전극; 상기 공통전극과 금속층 패턴을 포함한 상기 제1 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 금속층 패턴을 노출시키는 제2 패시베이션막; 및 상기 제2 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 금속층 패턴과 접촉되어 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극;을 포함하여 구성된다.The present invention relates to a display device including a thin film transistor array substrate and a method of manufacturing the same. The disclosed invention includes an active layer formed on the substrate; A gate insulating film formed on the entire surface of the substrate including the active layer; A gate electrode formed on the gate insulating layer over the active layer; An interlayer insulating film formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode and exposing the source region and the drain region of the active layer; A source electrode and a drain electrode formed on the interlayer insulating layer and contacting the source region and the drain region, respectively; A first passivation film formed on an interlayer insulating film including the source electrode and the drain electrode and exposing the drain electrode; A metal layer pattern formed on the first passivation layer and in contact with the drain electrode; A common electrode formed on the first passivation layer; A second passivation layer formed on the first passivation layer including the common electrode and the metal layer pattern and exposing the metal layer pattern; And a plurality of pixel electrodes formed on the second passivation layer and in contact with the metal layer pattern to be electrically connected to the drain electrode.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 좁은 베젤 및 신뢰성 개선을 위해 소스전극 및 드레인 전극용 금속을 Ti/Al/Ti로 변경함에 따라 화소전극부의 콘택 저항을 개선한 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display device including a thin film transistor array substrate, and more particularly, a contact resistance of a pixel electrode portion is changed by changing a source electrode and a drain electrode metal to Ti/Al/Ti for improved reliability and a narrow bezel. The present invention relates to a display device including an improved thin film transistor array substrate and a method of manufacturing the same.
비약적으로 성장하고 있는 평판디스플레이 시장에서 가장 큰 응용 대상으로 TV(Television) 제품이 있다. 현재 TV용 패널로는 액정디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)가 주축을 이루고 있는 가운데, 유기발광디스플레이도 TV로의 응용을 위해 많은 연구가 진행되고 있다.TV (Television) products are the biggest application target in the rapidly growing flat panel display market. Currently, a liquid crystal display (LCD) is the main focus of TV panels, and a lot of research is being conducted for an organic light emitting display to be applied to a TV.
현재의 TV 용 디스플레이 기술의 방향을 시장에서 요구하는 주요 항목에 초점을 맞추고 있는데, 시장에서 요구하는 사항으로는 대형 TV 또는 DID(Digital Information Display), 저가격, 고화질(동영상 표현력, 고해상도, 밝기, 명암비, 색재현력)이 있다.The direction of the current TV display technology is focused on the main items required by the market. The requirements in the market include large-sized TV or DID (Digital Information Display), low price, high quality (video expression, high resolution, brightness, contrast ratio). , Color reproduction).
한편, 표시장치의 구동 소자로 사용되는 박막 트랜지스터의 소스전극 및 드레인 전극의 금속물질로서 Mo/Al/Mo 물질이 많이 사용되어 왔다. Meanwhile, Mo/Al/Mo materials have been widely used as metal materials for source and drain electrodes of thin film transistors used as driving elements of display devices.
그러나, 최근에는 액정패널과 같은 표시장치의 경우에 좁은 베젤(Narrow Bezel)의 필요성이 많이 대두되고 있어, 상기 소스전극 및 드레인 전극의 금속물질로서 Mo/Al/Mo 물질을 사용하는 경우에 표시장치의 좁은 베젤을 실현하는데에는 한계가 있었다.However, recently, in the case of a display device such as a liquid crystal panel, the necessity of a narrow bezel has emerged a lot, so when a Mo/Al/Mo material is used as a metal material for the source electrode and the drain electrode, the display device There was a limit to realizing the narrow bezel of
특히, 인-셀 터치 패털(In-Cell Touch Panel) 및 일반 표시 패널(Display Panel)에서는 Mo/Al/Mo 물질을 사용하는 경우에 터치 전극(touch electrode)를 구현하기 위해 좁은 베젤(Narrow Bezel) 구현이 어렵고, 패널의 구동 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다. In particular, in in-cell touch panels and general display panels, when Mo/Al/Mo materials are used, a narrow bezel is used to implement a touch electrode. It is difficult to implement and has a disadvantage in that the driving reliability of the panel is poor.
그러나, 최근에 기존의 Mo/Al/Mo 물질의 단점을 보완하여 이러한 좁은 베젤과 구동 신뢰성 개선을 위해, Ti/Al/Ti 물질을 사용하는 사례가 많아지고 있다.However, in recent years, the use of Ti/Al/Ti materials has increased in order to improve the narrow bezel and driving reliability by supplementing the disadvantages of the existing Mo/Al/Mo materials.
이러한 관점에서, Ti/Al/Ti 물질을 사용하는 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.In this respect, a thin film transistor array substrate according to the prior art using a Ti/Al/Ti material will be described with reference to FIG. 1.
도 1은 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a thin film transistor array substrate according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판(10)은 기판(11) 상에 광차단막(light shielding layer)(13)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, in a thin film
또한, 상기 광차단막(13) 상에는 버퍼절연막(15)이 형성되어 있으며, 상기 버퍼절연막(15) 상에는 다결정 실리콘(Poly Si)으로 구성된 활성층(17)이 형성되어 있다.In addition, a
그리고, 상기 활성층(17) 위에는 게이트절연막(19) 및 게이트 전극(21)이 형성되어 있다. In addition, a
더욱이, 상기 게이트 전극(21)과 상기 활성층(17)을 포함한 상기 버퍼절연막 (15) 상에는 상기 활성층(17)의 소스영역(17a)과 드레인 영역 (17b)을 각각 노출시키는 콘택홀(미도시; 25a, 25b 참조)을 구비한 층간 절연막 (23)이 형성되어 있다.Further, on the
또한, 상기 층간 절연막(23) 상에는 상기 소스영역(17a)과 드레인 영역(17b)과 접촉하는 소스전극(27) 및 드레인 전극(29)이 형성되어 있다. 이때, 상기 소스영역(17a)과 드레인 영역(17b)과 접촉하는 소스전극(27) 및 드레인 전극(29)은 Mo/Al/Mo 대신에 Ti/Al/Ti 금속 물질로 구성되어 있다. Further, a
그리고, 상기 소스전극(27) 및 드레인 전극(29)을 포함한 층간 절연막(23) 상에는 상기 드레인 전극(29)을 노출시키는 드레인 콘택홀(미도시; 35 참조)을 구비한 제1 패시베이션막(33)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제1 패시베이션막(33)은 유기 절연물질인 포토 아크릴(Photo Acryl) 재질로 구성되어 있으며, 평탄화막으로 사용된다. Further, a
더욱이, 상기 제1 패시베이션막(33) 상에는 공통전극(37a)과 함께, 상기 드레인 콘택홀(35)을 통해 상기 드레인 전극(29)과 전기적으로 접속되는 드레인 연결패턴(37b) 및 인셀 터치 패널(In-Cell Touch Panel)용 투명전극패턴(37c)이 형성되어 있다.Moreover, on the
또한, 상기 드레인 연결패턴(37b) 및 투명전극패턴(37c) 상에는 각각 제1 금속층 패턴(41a) 및 제2 금속층 패턴(41b)이 형성되어 있으며, 상기 제1 패시베이션막(33)을 포함한 제1 금속층 패턴(41a), 하부전극용 제2 금속층 패턴(41b) 및 공통전극(37a) 상에는 상기 제1 금속층 패턴(41a)을 노출시키는 제2 패시베이션막(43)이 형성되어 있다. 이때, 상기 투명전극패턴(37c) 및 제2 금속층 패턴(41b)은 인셀 터치 패널의 하부전극으로 사용된다.In addition, a first
그리고, 상기 제2 패시베이션막(43) 상에는 상기 제1 금속층 패턴(41a)과 접촉하여 상기 드레인 전극(29)과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극(47a)과 함께, 상기 제2 금속층 패턴(41b)과 대응하는 인셀 터치 패널용 상부전극(47b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 투명전극패턴(37c) 및 제2 금속층 패턴(41b)으로 구성된 하부전극과 상기 상부전극(47b) 및 이들 사이에 개재된 제2 패시베이션막(43)은 인셀 터치 패널(50)을 구성한다.In addition, the second
상기 구성으로 이루어지는 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조 공정에 대해 도 2를 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.A process of manufacturing a thin film transistor array substrate according to the prior art having the above configuration will be schematically described below with reference to FIG. 2.
도 2는 종래기술에 따른 산화물 반도체 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조 공정 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a process of manufacturing an oxide semiconductor thin film transistor array substrate according to the prior art.
도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 산화물 반도체 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조 공정은, 먼저 기판(11) 상에 광차단막(light shielding layer)(13)을 형성하는 공정(S11)과, 상기 광차단막(13)을 포함한 기판 전면에 형성된 버퍼절연막 (15) 상에 산화물 반도체로 구성된 활성층(17)을 형성하는 공정(S12)과, 상기 활성층(17) 상부에 게이트 절연막(19) 및 게이트 전극(21)을 형성하는 공정(S13)과, 상기 게이트 전극(21)을 포함한 기판 전면에 상기 활성층(17) 내의 소스영역(17a)과 드레인 영역(17b)을 각각 노출시키는 콘택홀(미도시)을 구비한 층간 절연막(23)을 형성하는 공정(S14)과, 상기 층간 절연막 (23) 상에 소스전극(27) 및 드레인 전극 (29)을 형성하는 공정(S15)과, 상기 소스전극(27) 및 드레인 전극(29)을 포함한 층간 절연막(23) 상에 형성된 제1 패시베이션막(33)에 드레인 콘택홀(35)을 형성하는 공정(S16)과, 상기 드레인 콘택홀(35) 아래의 드레인 전극(29) 표면에 형성된 금속산화막(31)을 제거하는 공정(S17)과, 상기 제1 패시베이션막(33) 상에 공통전극 (37a)과 함께 상기 드레인 전극(29)과 전기적으로 연결되는 드레인 연결패턴(37b) 및 인셀 터치패널의 하부전극용 투명전극패턴(37c)을 형성하는 공정(S18)과, 상기 드레인 연결패턴(37b) 및 투명전극패턴(37c) 상에 제1 금속층 패턴(41a) 및 하부전극용 제2 금속층 패턴(41b)을 형성하는 공정(S19)과, 상기 제1 패시베이션막(33) 상에 형성된 제2 패시베이션막 (43)에 상기 드레인 연결패턴(41)을 노출시키는 드레인 연결패턴 콘택홀(45)을 형성하는 공정(S20)과, 상기 제2 패시베이션막(43) 상에 다수의 화소전극(47a) 및 인셀 터치패널용 상부전극(47b)을 형성하는 공정(S21)으로 이루어진다.Referring to FIG. 2, in the manufacturing process of an oxide semiconductor thin film transistor array substrate according to the prior art, a process of first forming a
한편, 상기 공정 순으로 이루어지는 종래기술에 따른 산화물 반도체 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조방법에 대해 도 3a 내지 3h를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, a method of manufacturing an oxide semiconductor thin film transistor array substrate according to the prior art in the order of the above processes will be described with reference to FIGS. 3A to 3H.
도 3a 내지 3h는 종래기술에 따른 산화물 반도체 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조공정 단면도들이다.3A to 3H are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an oxide semiconductor thin film transistor array substrate according to the prior art.
도 3a를 참조하면, 먼저 기판(11) 상에 광을 차단하는 특성을 지닌 물질층을 형성한 후 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여 광차단막(light shielding layer)(13)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, first, a material layer having a light-blocking property is formed on a
그 다음, 상기 광차단막(13)을 포함한 기판 전면에 버퍼절연막(15)을 형성한 후 그 위에 산화물 반도체층(미도시)을 형성한다.Next, after forming the
이어서, 마스크 공정을 통해 산화물 반도체층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 산화물 반도체로 구성된 활성층(17)을 형성한다.Subsequently, an oxide semiconductor layer (not shown) is selectively patterned through a mask process to form an
그 다음, 상기 활성층(17)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(19)을 형성한다. Then, a
이어서, 상기 게이트 절연막(19) 상에 금속층(미도시)을 증착한 후 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여, 상기 활성층(17) 위의 상기 게이트 절연막(19) 상에 게이트 전극(21)을 형성한다.Subsequently, a metal layer (not shown) is deposited on the
그 다음, 상기 게이트 전극(21) 아래의 활성층(17)에 불순물을 주입하여 소스영역(17a) 및 드레인 영역(17b)을 각각 정의하고, 이들 영역들 사이에 채널영역 (17c)을 정의한다.Then, impurities are implanted into the
이어서, 게이트 전극(21)을 포함한 기판 전면에 층간 절연막(23)을 형성한 후 상기 층간 절연막(23) 및 그 아래의 게이트 절연막(19)을 마스크 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 소스영역(17a) 및 드레인 영역(17b)을 노출시키는 콘택홀(25a, 25b)을 각각 형성한다.Subsequently, after forming an
그 다음, 상기 층간 절연막(23) 상에 Ti/Al/Ti로 구성된 금속층(미도시)을 증착한 후 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여 상기 소스영역(17a) 및 드레인 영역(17b)과 각각 접촉하는 소스전극(27) 및 드레인 전극(29)을 형성한다. Then, after depositing a metal layer (not shown) composed of Ti/Al/Ti on the
이어서, 도 3b를 참조하면, 상기 소스전극(27) 및 드레인 전극(29)을 포함한 층간 절연막(23) 상에 유기 절연물질인 포토 아크릴(Photo Acryl)로 구성된 제1 패시베이션막(33)을 형성한 후 열 경화시킨다. 이때, 상기 제1 패시베이션막(33)의 열 경화시에 상기 Ti/Al/Ti로 구성된 소스전극(27) 및 드레인 전극(29) 표면에 Ti 산화막, 즉 금속 산화막(31)이 형성된다. Subsequently, referring to FIG. 3B, a
그 다음, 도 3c를 참조하면, 상기 제1 패시베이션막(33)을 마스크 공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 드레인 콘택홀(35)을 형성한다. 이때, 상기 드레인 콘택홀(35) 형성시에, 상기 드레인 전극(29)의 표면에 있는 금속 산화막(31)이 외부로 노출된다.Next, referring to FIG. 3C, a
이어서, 도 3d를 참조하면, 상기 드레인 콘택홀(35) 아래의 드레인 전극(29) 표면에 형성된 금속 산화막(31)을 제거하기 위한 전처리 공정을 진행한다. 이때, 상기 금속 산화막(31)이 제거됨으로 인해, 상기 드레인 전극(29) 표면이 외부로 노출된다.Subsequently, referring to FIG. 3D, a pretreatment process for removing the
그 다음, 도 3e를 참조하면, 노출된 상기 드레인 전극(29)을 포함한 상기 제1 패시베이션막(33) 상에 투명 도전 물질층(37)을 증착하고, 그 위에 감광막(미도시)을 도포한다.Next, referring to FIG. 3E, a transparent
이어서, 상기 감광막(미도시)을 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상 공정을 거쳐 선택적으로 패터닝하여 감광막패턴(39)을 형성한다.Subsequently, the photosensitive film (not shown) is selectively patterned through exposure and development processes using photolithography process technology to form the
그 다음, 도 3f를 참조하면, 상기 감광막패턴(39)을 식각 마스크로, 상기 투명 도전 물질층(37)을 선택적으로 식각하여 공통전극(37a)과 함께 상기 드레인 전극(29)과 접촉하는 드레인 연결패턴(37b) 및 인셀 터치 패널의 하부전극용 투명전극패턴(37c)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3F, a drain contacting the
이어서, 도 3g를 참조하면, 상기 감광막패턴(39)을 제거하고, 상기 공통전극 (37a), 드레인 연결패턴(37b) 및 인셀 터치 패널의 하부전극용 투명전극패턴(37c) 그리고 제1 패시베이션막(33) 상에 금속층(미도시)을 형성한 후 마스크 공정을 통해 상기 금속층(미도시)을 선택적으로 식각하여 상기 드레인 연결패턴(37b) 상에 제1 금속층 패턴(41a) 및 인셀 터치패널의 하부전극용 제2 금속층 패턴(41b)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3G, the
그 다음, 도 3h를 참조하면, 상기 제1 금속층 패턴(41a)과 공통전극(37a) 및 을 포함한 제1 패시베이션막(33) 상에 제2 패시베이션막(43)을 증착하고, 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여 상기 제1 금속층 패턴(41a)을 노출시키는 드레인 연결패턴 콘택홀(45)을 형성한다.Next, referring to FIG. 3H, a
이어서, 상기 드레인 연결패턴 콘택홀(45)을 포함한 제2 패시베이션막(43) 상에 투명 도전물질층(미도시)을 증착한 후 마스크 공정을 통해 이를 선택적으로 패터닝하여, 상기 제1 금속층 패턴(41a)과 접촉하여 상기 드레인 전극(29)과 전기적으로 연결되며 상기 공통전극(37a)과 대응하는 다수의 화소전극(47a)과 함께 상기 제2 금속층 패턴(41b)과 대응하는 상부전극(47b)을 형성함으로써, 종래기술에 따른 산화물 반도체 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조공정을 완료한다.Subsequently, after depositing a transparent conductive material layer (not shown) on the
이와 같이 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법에 따르면, 소스전극 및 드레인 전극 형성용 금속 물질로는 이전의 Mo/Al/Mo 대신에 Ti/Al/Ti 금속 물질을 사용하는데, 그 위에 형성되는 공통전극용 투명 도전물질층 이전에 진행하는 패시베이션막 형성시에 상기 Ti/Al/Ti 금속 물질로 구성된 소스전극 및 드레인 전극용 금속층 표면에 금속(Ti) 산화막이 형성되기 때문에, 이로 인해 상기 소스전극 및 드레인 전극용 금속층과 공통전극용 투명 도전물질층 사이에는 콘택 저항(contact resistance)이 증가하게 된다.As described above, according to the conventional thin film transistor array substrate and its manufacturing method, Ti/Al/Ti metal material is used instead of Mo/Al/Mo as the metal material for forming the source electrode and the drain electrode. When the passivation film is formed before the transparent conductive material layer for the common electrode to be formed, a metal (Ti) oxide film is formed on the surface of the metal layer for the source electrode and the drain electrode made of the Ti/Al/Ti metal material. Contact resistance increases between the metal layers for the source and drain electrodes and the transparent conductive material layer for the common electrode.
또한, 이렇게 콘택 저항의 증가 원인으로 작용하는 금속 산화막을 제거하기 위한 별도의 전처리 공정을 추가해야 하기 때문에 그만큼 제조 공정 수가 증가하게 된다.In addition, since a separate pretreatment process for removing the metal oxide film, which acts as a cause of the increase in contact resistance, must be added, the number of manufacturing processes increases accordingly.
그리고, 이렇게 금속 산화막을 제거하기 위한 별도의 전처리 공정을 위한 건식 식각(dry etch)시에 상기 패시베이션막의 열경화된 표면 일부가 식각됨으로 인해 그 이후에 형성되는 금속층 패턴의 비저항이 증가됨으로 인하여, 인셀 터치패널의 터치 특성 열화를 가져 올 수 있으며, 박막 트랜지스터 어레이 기판의 수율이 감소하게 된다.In addition, since a part of the thermally cured surface of the passivation layer is etched during dry etching for a separate pretreatment process for removing the metal oxide layer, the resistivity of the metal layer pattern formed thereafter increases, The touch characteristics of the touch panel may be deteriorated, and the yield of the thin film transistor array substrate may decrease.
본 발명은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 소스전극 및 드레인 전극 형성용 금속층 표면에 형성되는 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정 없이도 콘택 저항을 개선할 수 있으며, 상기 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 단순화할 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to improve the contact resistance without a pretreatment process of removing the metal oxide film formed on the surface of the metal layer for forming the source electrode and the drain electrode, and An object of the present invention is to provide a display device including a thin film transistor array substrate and a method of manufacturing the same, which can simplify the manufacturing process by omitting the pretreatment process to be removed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치는, 기판상에 형성된 활성층; 상기 활성층을 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막; 상기 활성층 위의 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 형성되고, 상기 활성층의 소스영역 및 드레인 영역을 노출시키는 층간 절연막; 상기 층간 절연막 상에 형성되고, 상기 소스영역 및 드레인 영역과 각각 접촉하는 소스전극 및 드레인 전극; 상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 층간 절연막 상에 형성되고, 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 패시베이션막; 상기 제1 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 드레인 전극과 접촉되는 금속층 패턴; 상기 제1 패시베이션막 상에 형성된 공통전극; 상기 공통전극과 금속층 패턴을 포함한 상기 제1 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 금속층 패턴을 노출시키는 제2 패시베이션막; 상기 제2 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 금속층 패턴과 접촉되어 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A display device having a thin film transistor array substrate according to the present invention for achieving the above object comprises: an active layer formed on the substrate; A gate insulating film formed on the entire surface of the substrate including the active layer; A gate electrode formed on the gate insulating layer over the active layer; An interlayer insulating film formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode and exposing the source region and the drain region of the active layer; A source electrode and a drain electrode formed on the interlayer insulating layer and contacting the source region and the drain region, respectively; A first passivation film formed on an interlayer insulating film including the source electrode and the drain electrode and exposing the drain electrode; A metal layer pattern formed on the first passivation layer and in contact with the drain electrode; A common electrode formed on the first passivation layer; A second passivation layer formed on the first passivation layer including the common electrode and the metal layer pattern and exposing the metal layer pattern; And a plurality of pixel electrodes formed on the second passivation layer and in contact with the metal layer pattern to be electrically connected to the drain electrode.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법은, 기판상에 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 활성층 위의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 상기 활성층의 소스영역 및 드레인 영역을 노출시키는 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 층간 절연막 상에 상기 소스영역 및 드레인 영역과 각각 접촉하는 소스전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 층간 절연막 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 패시베이션막을 형성하는 단계; 상기 제1 패시베이션막 상에 상기 드레인 전극과 접촉하는 투명 도전물질층을 형성하는 단계; 상기 드레인 전극과 접촉하는 상기 투명 도전물질층을 제거하여 상기 드레인 전극을 노출시키고, 상기 제1 패시베이션막 상에 공통전극을 형성하는 단계; 상기 제1 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 드레인 전극과 접촉되는 금속층 패턴을 형성하는 단계; 상기 공통전극과 금속층 패턴을 포함한 상기 제1 패시베이션막 상에 상기 금속층 패턴을 노출시키는 제2 패시베이션막을 형성하는 단계; 상기 제2 패시베이션막 상에 상기 금속층 패턴과 접촉되어 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A method for manufacturing a display device having a thin film transistor array substrate according to the present invention for achieving the above object comprises: forming an active layer on the substrate; Forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate including the active layer; Forming a gate electrode on the gate insulating layer over the active layer; Forming an interlayer insulating film exposing the source region and the drain region of the active layer on the entire surface of the substrate including the gate electrode; Forming a source electrode and a drain electrode on the interlayer insulating layer to contact the source region and the drain region, respectively; Forming a first passivation layer exposing the drain electrode on the interlayer insulating layer including the source electrode and the drain electrode; Forming a transparent conductive material layer on the first passivation layer in contact with the drain electrode; Removing the transparent conductive material layer in contact with the drain electrode to expose the drain electrode, and forming a common electrode on the first passivation layer; Forming a metal layer pattern formed on the first passivation layer and in contact with the drain electrode; Forming a second passivation layer exposing the metal layer pattern on the first passivation layer including the common electrode and the metal layer pattern; And forming a plurality of pixel electrodes electrically connected to the drain electrode by contacting the metal layer pattern on the second passivation layer.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 소스전극 및 드레인 전극 형성용 금속층 표면에 형성되는 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정 없이도 콘택 저항을 개선시킬 수 있다. The display device including the thin film transistor array substrate according to the present invention and a method of manufacturing the same can improve contact resistance without a pretreatment process of removing a metal oxide film formed on the surface of a metal layer for forming a source electrode and a drain electrode.
특히, 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정 없이도, 금속층 상에 공통전극용 투명 도전물질층을 형성한 상태에서 상기 투명 도전물질층을 습식 식각하는 동안에 상기 금속층 표면에 형성되어 있던 금속 산화막(Ti oxide)도 함께 식각되기 때문에 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 실시하지 않아도 된다.In particular, the metal oxide film (Ti oxide) formed on the surface of the metal layer during wet etching of the transparent conductive material layer in a state in which the transparent conductive material layer for common electrode is formed on the metal layer without a pretreatment process to remove the metal oxide film is also Since they are etched together, there is no need to perform a pretreatment process to remove the metal oxide layer.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은, 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 생략하기 때문에, 유기 물질로 구성된 패시베이션막의 열경화된 표면 일부가 식각되는 것을 방지할 수 있어 패시베이션막의 표면에 형성되는 금속층 패턴의 비저항이 증가되는 것을 억제할 수 있다.In addition, the display device including the thin film transistor array substrate according to the present invention and the manufacturing method thereof eliminate the pretreatment process of removing the metal oxide film, so that a part of the heat-cured surface of the passivation film made of an organic material is prevented from being etched. Thus, it is possible to suppress an increase in the specific resistance of the metal layer pattern formed on the surface of the passivation film.
그리고, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 단순화할 있다.In addition, in the display device including the thin film transistor array substrate and the method of manufacturing the same according to the present invention, the pretreatment process of removing the metal oxide layer can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process.
도 1은 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조 공정 흐름도이다.
도 3a 내지 3h는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 공정 단면도들이다.
도 4는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치의 제조 공정 흐름도이다.
도 6a 내지 6r은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치의 제조 공정 단면도들이다.1 is a schematic cross-sectional view of a thin film transistor array substrate according to the prior art.
2 is a flowchart of a manufacturing process of a thin film transistor array substrate according to the prior art.
3A to 3H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a thin film transistor array substrate.
4 is a schematic cross-sectional view of a display device including a thin film transistor array substrate according to the present invention.
5 is a flowchart of a manufacturing process of a display device including a thin film transistor array substrate according to the present invention.
6A to 6R are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a display device including a thin film transistor array substrate according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a display device including a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서, 상기 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판(100)은 탑 게이트(Top gate), 바텀 게이트(Bottom gate) 방식 등을 포함하여 구동 가능한 박막 트랜지스터 구조를 모두 포함한다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(100)는 식각 정지층을 사용하는 박막 트랜지스터 및 BCE 구조의 박막 트랜지스터에도 적용 가능하다.Here, the thin film
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판(100)은 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 LCD라 함), 유기전계발광 다이오드(Organic Luminescence Emitted Diode; 이하 OLED라 함) 등 평판 디스플레이의 구동 소자 또는 스위칭 소자나, 메모리 소자의 주변 회로 구성을 위한 소자 등 다양한 전자 소자에 적용될 수 있다.The thin film
도 4는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판(100)용 기판(101) 상에 광 차단 물질로 구성된 광차단막(light shielding layer)(103)이 형성되어 있다. 이때, 상기 기판(101)은 실리콘, 유리, 플라스틱 또는 다른 적절한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서는 기판으로 유리 기판을 적용한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 4, a
상기 광차단막(103)은 산화물 반도체층(107)으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위해 사용하는 막으로서, 그 형성 물질로는 비정질 실리콘(a-Si)을 포함한 반도체 물질 중에서 선택하여 사용한다. The
또한, 상기 광차단막(103)을 포함한 기판(101) 전면에 버퍼절연막(105)에 형성되어 있다. 이때, 상기 버퍼 절연막(105)의 형성물질로는 산화막과 질화막을 포함하는 무기 절연물질 중에서 어느 하나를 사용한다.In addition, the
그리고, 상기 광차단막(103) 위의 상기 버퍼절연막(105) 상에 다결정 실리콘(Poly-Si)으로 구성된 활성층(107)이 형성되어 있다. In addition, an
이때, 상기 활성층(107)은 상기 소스전극(117a)과 드레인 전극(117b)과 각각 접촉하는 소스영역(107a)과 드레인 영역(107b)과 함께, 상기 소스전극(117a)과 드레인 전극(117b) 사이에 전자가 이동하는 채널을 형성하기 위한 채널영역(107c)을 포함한다.At this time, the
상기 활성층(107)은 상기 소스전극(117a)과 드레인 전극(117b) 사이에 전자가 이동하는 채널을 형성하기 위한 층으로서, 저온 다결정 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; 이하 LTPS라 함) 또는 비정질 실리콘 (a-Si) 재질로 사용되는데, 이들 이외에 실리콘(Si) 계열의 반도체 막, IGZO 계열의 산화물 반도체막, 화합물 반도체, 카본 나노 튜브(Carbon nano tube), 그라핀(graphene) 및 유기 반도체를 사용한다. The
이때, 상기 산화물 반도체로는, 게르마늄 (Ge), 주석(Sn), 납(Pb), 인듐 (In), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga) 및 알루미늄(Al)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물 반도체에 실리콘(Si)이 첨가된 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 활성층(107)은 인듐아연 복합 산화물 (InZnO)에 실리콘 이온이 첨가된 실리콘 산화인듐아연(Si-InZnO: SIZO)으로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 활성층(107)은 a-IGZO, a-IZO, a-ITZO, IGO를 포함한 산화물 반도체 물질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용한다.At this time, as the oxide semiconductor, at least one material selected from the group consisting of germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), indium (In), titanium (Ti), gallium (Ga), and aluminum (Al) And a material in which silicon (Si) is added to an oxide semiconductor including zinc (Zn). For example, the
그리고, 상기 활성층(107)이 SIZO로 이루어지는 경우, 아연 (Zn), 인듐 (In) 및 실리콘(Si) 원자의 전체 함량 대비 실리콘(Si) 원자 함량의 조성비는 약 0.001 중량%(wt%) 내지 약 30 wt%일 수도 있다. 실리콘(Si) 원자 함량이 높아질수록 전자 생성을 제어하는 역할이 강해져서, 이동도가 낮아질 수 있으나, 그 소자의 안정성은 더 좋아질 수 있다.And, when the
한편, 상기 활성층(107)으로는, 전술한 물질 외에 리튬(Li) 또는 칼륨 (K)과 같은 I족 원소, 마그네??(Mg), 칼슘(Ca) 또는 스트론튬(Sr)과 같은 Ⅱ족 원소, 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 인듐(In) 또는 이트륨(Y)과 같은 Ⅲ족 원소, 티타늄 (Ti), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si), 주석(Sn) 또는 게르마늄(Ge)과 같은 Ⅳ족 원소, 탄탈륨 (Ta), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 또는 안티몬(Sb)과 같은 Ⅴ족 원소, 또는 란티늄 (La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨 (Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리듐(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 어븀(Er), 툴륨 (Tm), 이터븀(Yb) 또는 루테듐(Lu)과 같은 란탄(Ln) 계열 원소 등이 더 포함될 수도 있다.Meanwhile, as the
더욱이, 상기 활성층(107)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(109)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 절연막(109)으로는 실리콘(Si) 계열의 산화막, 질화막, 또는 이를 포함하는 화합물과, Al2O3를 포함하는 금속산화막(metal oxide), 유기절연막, 낮은 유전 상수(low-k) 값을 갖는 재료를 포함한다. 예를 들어, 상기 게이트절연막 (113a)으로는, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 산화지르코늄 (ZrO2), 산화하프늄(HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소화합물 (Ba-Sr-Ti-O) 및 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물(Bi-Zn-Nb-O)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다.Furthermore, a
또한, 상기 활성층(107) 위의 상기 게이트 절연막(109) 상에 게이트 전극 (111)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 전극(111)으로는, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 은 합금(Ag alloy), 금 (Au), 금 합금(Au alloy), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 티타늄 합금(Ti alloy), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄(MoTi), 구리/몰리티타늄 (Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다. Also, a
그리고, 상기 게이트 전극(111)을 포함한 기판 전면에 층간 절연막(113)이 형성되어 있으며, 상기 층간 절연막(113) 내에는 상기 활성층(107)의 소스영역 (107a) 및 드레인 영역(107b)을 노출시키는 소스영역 콘택홀(115a) 및 드레인 영역 콘택홀(115b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간 절연막(113)으로는 실리콘(Si) 계열의 산화막, 질화막, 또는 이를 포함하는 화합물과, Al2O3를 포함하는 금속산화막 (metal oxide), 유기절연막, 낮은 유전 상수(low-k) 값을 갖는 재료를 포함한다. 예를 들어, 상기 게이트절연막(107)으로는, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 산화지르코늄(ZrO2), 산화하프늄 (HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소화합물 (Ba-Sr-Ti-O) 및 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물(Bi-Zn-Nb-O)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다.In addition, an
더욱이, 상기 층간 절연막(113) 상에는 상기 소스영역 콘택홀(115a) 및 드레인 영역 콘택홀(115b)을 통해 상기 소스영역(107a) 및 드레인 영역(107b)과 접촉되는 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 소스전극 (117a) 및 드레인 전극(1117b)으로는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 은 합금(Ag alloy), 금 (Au), 금 합금(Au alloy), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 티타늄 합금(Ti alloy), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄(MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다. 여기서는, 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)의 물질로는 Ti/Al/Ti 금속 물질을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.Further, on the
또한, 상기 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)을 포함한 상기 층간 절연막(113) 상에 제1 패시베이션막(121)이 형성되어 있으며, 상기 제1 패시베이션막 (121) 내에는 상기 드레인 전극(117b)을 노출시키는 드레인 콘택홀(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제1 패시베이션막(121)은 평탄화 용으로 사용되는데, 유기 절연물질인 포토 아크릴(Photo Acryl) 또는 기타 다른 유기 물질로 형성될 수 있다. 여기서는 제1 패시베이션막(121)이 포토 아크릴로 구성된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.In addition, a
특히, 상기 제1 패시베이션막(121) 용 유기 물질층 형성시에 열 경화 처리 공정이 요구되는데, 이때 상기 Ti/Al/Ti 로 구성된 소스전극(117a) 및 드레인 전극 (117b)의 표면에 금속 산화막(Ti oxide)(119)이 생성된다. In particular, a thermal curing process is required when the organic material layer for the
한편, 상기 제1 패시베이션막(121) 상에는 공통전극(125a)과 함께 인셀 터치패널(In-Cell Touch Panel)의 하부전극용 투명전극패턴(125b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 공통전극(125a) 및 투명전극패턴(125b)을 구성하는 물질로는 ITO (Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide)를 포함한 투명 도전 물질 중에서 선택하여 사용한다.Meanwhile, a
또한, 상기 드레인 콘택홀(123)을 포함한 상기 제1 패시베이션막(121) 상에 상기 드레인 전극(117b)과 연결되는 제1 금속층 패턴(129a)과 함께 상기 투명전극패턴(125b) 상에 제2 금속층 패턴(129b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제1 금속층 패턴(129a)은 상기 드레인 전극(117b)과 직접 접촉하게 되는데, 이는 상기 드레인 전극(117b) 표면에 생성된 금속 산화막(119)은 상기 공통전극(125a)을 형성하기 위한 투명 도전물질층의 습식 습식 식각시에 함께 제거되기 때문이다. 상기 투명전극패턴(125b) 및 제2 금속층 패턴(129b)은 인셀 터치 패널의 하부전극으로 사용된다.In addition, a second
그리고, 상기 공통전극(125a)과 제1 금속층 패턴(129a) 및 제2 금속층 패턴 (129b)을 포함한 상기 제1 패시베이션막(121) 상에 제2 패시베이션막(133)이 형성되어 있으며, 상기 제2 패시베이션막(133) 내에는 상기 제1 금속층 패턴(129a)을 노출시키는 금속층 패턴 콘택홀(135)이 형성되어 있다. 이때, 상기 패시베이션막 (133)으로는 실리콘(Si) 계열의 산화막, 질화막, 또는 이를 포함하는 화합물과, Al2O3를 포함하는 금속산화막 (metal oxide), 유기절연막, 낮은 유전 상수 (low-k) 값을 갖는 재료를 포함한다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(107)으로는, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 산화지르코늄 (ZrO2), 산화하프늄 (HfO2), 산화티타늄 (TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소화합물 (Ba-Sr-Ti-O) 및 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물(Bi-Zn-Nb-O)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다.In addition, a
더욱이, 상기 제2 패시베이션막(133) 상에는 상기 제1 금속층 패턴(135)과 접촉하여 상기 드레인 전극(117b)과 전기적으로 연결되고, 상기 공통전극(125a)과 대응하는 다수 개의 화소전극(137a)과 함께 상기 제2 금속층 패턴(129b)과 대응하는 상부전극(137b)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소전극(137a)은 ITO (Indium- Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide)를 포함한 투명 도전 물질 중에서 선택하여 사용한다. 또한, 상기 상부전극(137b)과 상기 제2 금속층 패턴(129b) 및 이들 사이의 제2 패시베이션막(133)은 인셀 터치 패널(150)을 구성한다.Further, on the
상기 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치의 제조 공정에 대해 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A manufacturing process of a display device having a thin film transistor array substrate according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치의 제조 공정 흐름도이다.5 is a flowchart of a manufacturing process of a display device including a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조 공정은, 먼저 기판(101) 상에 광차단 물질을 이용하여 광차단막(103)을 형성하는 제1 공정(S101)을 실시한다.Referring to FIG. 5, in the manufacturing process of a display device having a thin film transistor array substrate according to the present invention, a first process of forming a
그 다음, 상기 광차단막(103)을 포함한 기판 전면에 버퍼 절연막(105)을 형성한 이후에 상기 광차단막(103) 위의 버퍼절연막(105) 상에 활성층(107)을 형성하는 제2 공정(S102)을 실시한다.Then, after forming the
이어서, 상기 활성층(107)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(109)을 형성한 이후에 상기 활성층(107) 위의 상기 게이트 절연막(107) 상에 게이트 전극(111)을 형성하는 제3 공정(S103)을 실시한다.Subsequently, after forming the
그 다음, 상기 게이트 전극(111)을 포함한 기판 전면에 상기 활성층(107)의 소스영역(107a) 및 드레인 영역(107b)을 노출시키는 층간 절연막(113)을 형성하는 제4 공정(S104)을 실시한다.Then, a fourth process (S104) of forming an interlayer insulating
이어서, 상기 층간 절연막(113) 상에 상기 소스영역(107a) 및 드레인 영역 (107b)과 각각 접촉하는 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)을 형성하는 제5 공정(S105)을 실시한다.Subsequently, a fifth step (S105) of forming a
그 다음, 상기 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)을 포함한 층간 절연막 (113) 상에 제1 패시베이션막(121)을 형성한 이후에 상기 제1 패시베이션막(121) 내에 상기 드레인 전극(117b)을 노출시키는 드레인 콘택홀(123)을 형성하는 제6 공정(S106)을 실시한다.Then, after the
이어서, 제1 패시베이션막(121) 상에 상기 드레인 전극(117b)과 접촉하는 투명 도전물질층을 형성한 이후에 상기 드레인 전극과 접촉하는 상기 투명 도전물질층을 제거하여 상기 드레인 전극(117b)을 노출시키고, 상기 제1 패시베이션막 (121) 상에 공통전극(125a) 및 인셀 터치패널의 하부전극용 투명전극패턴(125b)을 형성하는 제7 공정(S107)을 실시한다.Subsequently, after forming a transparent conductive material layer in contact with the
그 다음, 상기 제1 패시베이션막(121) 상에 형성되고, 상기 드레인 전극 (117b)과 접촉되는 제1 금속층 패턴(129a) 및 상기 투명전극패턴(125b) 상에 제2 금속층 패턴(129b)을 형성하는 제8 공정(S108)을 실시한다.Then, a second
이어서, 상기 공통전극(125a)과 제1 금속층 패턴(129a) 및 제2 금속층 패턴 (129b)을 포함한 상기 제1 패시베이션막(121) 상에 상기 제1 금속층 패턴(129a)을 노출시키는 제2 패시베이션막(133)을 형성한 이후에 상기 제2 패시베이션막(133) 내에 제1 금속층 패턴 콘택홀(135)을 형성하는 제9 공정(S109)을 실시한다.Subsequently, a second passivation exposing the first
그 다음, 상기 제2 패시베이션막(13) 상에 상기 제1 금속층 패턴(129a)과 접촉되어 상기 드레인 전극(117b)과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극(137a)과 함께 인셀 터치패널용 상부전극(137b)을 형성하는 제10 공정(S110)을 실시함으로써 본 발명에 따른 표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조공정을 완료한다.Then, an upper electrode for an in-cell touch panel along with a plurality of
이와 같이 제조 공정 순으로 이루어지는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법에 대해 도 6a 내지 6r를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate according to the present invention in the order of manufacturing processes as described above will be described with reference to FIGS. 6A to 6R.
도 6a 내지 6r은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치의 제조 공정 단면도들이다.6A to 6R are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a display device including a thin film transistor array substrate according to the present invention.
도 6a를 참조하면, 먼저 기판(101) 상에 광 차단 물질층(미도시)을 형성한 후 마스크 공정을 통해 상기 광 차단 물질층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 광차단막(light shielding layer)(103)을 형성한다. 이때, 상기 기판(101)은 실리콘, 유리, 플라스틱 또는 다른 적절한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서는 기판으로 유리 기판을 적용한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. Referring to FIG. 6A, a light shielding layer is formed by first forming a light blocking material layer (not shown) on the
또한, 상기 광차단막(103)은 활성층(미도시, 도 6c의 107 참조)으로 빛이 투과되는 것을 차단하기 위해 사용하는 막으로서, 그 형성 물질로는 비정질 실리콘 (a-Si)을 포함한 반도체 물질 중에서 선택하여 사용한다. In addition, the light-
그 다음, 도 6b를 참조하면, 상기 광차단막(103)을 포함한 기판(101) 전면에 버퍼절연막(105)을 형성한다. 이때, 상기 버퍼 절연막(105)의 형성물질로는 산화막과 질화막을 포함하는 무기 절연물질 중에서 어느 하나를 사용한다.Next, referring to FIG. 6B, a
이어서, 상기 버퍼절연막(105) 상에 반도체층(미도시)을 형성한 후 마스크 공정을 통해 상기 산화물 반도체층(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 상기 광차단막(103) 위의 상기 버퍼절연막(105) 상에 활성층(107)을 형성한다. 이때, 상기 산활성층(107)은 후속 공정에서 형성될 소스전극(117a)과 드레인 전극(117b) 사이에 전자가 이동하는 채널을 형성하기 위한 층으로서, 저온 다결정 실리콘(Low Temperature Poly Silicon; 이하 LTPS라 함) 또는 비정질 실리콘 (a-Si) 재질로 사용되는데, 이들 이외에 실리콘(Si) 계열의 반도체 막, IGZO 계열의 산화물 반도체막, 화합물 반도체, 카본 나노 튜브(Carbon nano tube), 그라핀(graphene) 및 유기 반도체를 사용한다. Subsequently, after forming a semiconductor layer (not shown) on the
이때, 상기 산화물 반도체로는, 게르마늄 (Ge), 주석(Sn), 납(Pb), 인듐 (In), 티타늄(Ti), 갈륨(Ga) 및 알루미늄(Al)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질 및 아연(Zn)을 포함하는 산화물 반도체에 실리콘(Si)이 첨가된 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 활성층(107)은 인듐아연 복합 산화물 (InZnO)에 실리콘 이온이 첨가된 실리콘 산화인듐아연(Si-InZnO: SIZO)으로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 활성층(107)은 a-IGZO, a-IZO, a-ITZO, IGO를 포함한 산화물 반도체 물질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용한다.At this time, as the oxide semiconductor, at least one material selected from the group consisting of germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), indium (In), titanium (Ti), gallium (Ga), and aluminum (Al) And a material in which silicon (Si) is added to an oxide semiconductor including zinc (Zn). For example, the
그리고, 상기 활성층(107)이 SIZO로 이루어지는 경우, 아연 (Zn), 인듐 (In) 및 실리콘(Si) 원자의 전체 함량 대비 실리콘(Si) 원자 함량의 조성비는 약 0.001 중량%(wt%) 내지 약 30 wt%일 수도 있다. 실리콘(Si) 원자 함량이 높아질수록 전자 생성을 제어하는 역할이 강해져서, 이동도가 낮아질 수 있으나, 그 소자의 안정성은 더 좋아질 수 있다.And, when the
한편, 상기 활성층(107)으로는, 전술한 물질 외에 리튬(Li) 또는 칼륨 (K)과 같은 I족 원소, 마그네??(Mg), 칼슘(Ca) 또는 스트론튬(Sr)과 같은 Ⅱ족 원소, 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 인듐(In) 또는 이트륨(Y)과 같은 Ⅲ족 원소, 티타늄 (Ti), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si), 주석(Sn) 또는 게르마늄(Ge)과 같은 Ⅳ족 원소, 탄탈륨 (Ta), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 또는 안티몬(Sb)과 같은 Ⅴ족 원소, 또는 란티늄 (La), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 프로메튬(Pm), 사마륨 (Sm), 유로퓸(Eu), 가돌리듐(Gd), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 어븀(Er), 툴륨 (Tm), 이터븀(Yb) 또는 루테듐(Lu)과 같은 란탄(Ln) 계열 원소 등이 더 포함될 수도 있다.Meanwhile, as the
그 다음, 도 6d를 참조하면, 상기 활성층(107)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(109)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 절연막(109)으로는 실리콘(Si) 계열의 산화막, 질화막, 또는 이를 포함하는 화합물과, Al2O3를 포함하는 금속산화막(metal oxide), 유기절연막, 낮은 유전 상수(low-k) 값을 갖는 재료를 포함한다. 예를 들어, 상기 게이트절연막 (113a)으로는, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 산화지르코늄 (ZrO2), 산화하프늄(HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소화합물 (Ba-Sr-Ti-O) 및 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물 (Bi-Zn-Nb-O)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다.Next, referring to FIG. 6D, a
이어서, 상기 활성층(107) 위의 상기 게이트 절연막(109) 상에 게이트 전극 용 제1 금속층(미도시)을 형성한 후 마스크 공정을 통해 상기 제1 금속층(미도시)을 선택적으로 식각하여 상기 활성층(107) 위의 상기 게이트 절연막(109) 상에 게이트 전극(111)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 전극(111)으로는, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 은 (Ag), 은 합금(Ag alloy), 금 (Au), 금 합금(Au alloy), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 티타늄 합금 (Ti alloy), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄(MoTi), 구리/몰리티타늄 (Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다. Subsequently, a first metal layer (not shown) for a gate electrode is formed on the
그 다음, 상기 게이트 전극(111) 양측 아래의 상기 활성층(107)에 불순물을 주입하여 후속 공정에서 형성될 소스전극(117a)과 드레인 전극(117b)과 각각 접촉하는 소스영역(107a)과 드레인 영역(107b)과 함께, 상기 소스전극(117a)과 드레인 전극(117b) 사이에 전자가 이동하는 채널을 형성하기 위한 채널영역(107c)을 정의한다.Then, by implanting impurities into the
이어서, 도 6e를 참조하면, 상기 게이트 전극(111)을 포함한 기판 전면에 층간 절연막(113)을 형성한 후 마스크 공정을 통해 상기 층간 절연막(113) 내에 상기 활성층(107)의 소스영역(107a) 및 드레인 영역(107b)을 노출시키는 소스영역 콘택홀(115a) 및 드레인 영역 콘택홀(115b)을 각각 형성한다. 이때, 상기 층간 절연막 (113)으로는 실리콘(Si) 계열의 산화막, 질화막, 또는 이를 포함하는 화합물과, Al2O3를 포함하는 금속산화막 (metal oxide), 유기절연막, 낮은 유전 상수(low-k) 값을 갖는 재료를 포함한다. 예를 들어, 상기 게이트절연막(107)으로는, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 산화지르코늄(ZrO2), 산화하프늄 (HfO2), 산화티타늄 (TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소화합물 (Ba-Sr-Ti-O) 및 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물(Bi-Zn-Nb-O)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다.Next, referring to FIG. 6E, after forming the interlayer insulating
그 다음, 도 6f를 참조하면, 상기 층간 절연막(113) 상에 상기 소스영역 콘택홀(115a) 및 드레인 영역 콘택홀(115b)을 통해 상기 소스영역(107a) 및 드레인 영역(107b)과 접촉되는 제2 금속층(117)을 증착한다.Next, referring to FIG. 6F, contact with the
이어서, 도 6g를 참조하면, 마스크 공정을 통해 상기 제2 금속층(117)을 선택적으로 식각하여 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)을 형성한다. 이때, 상기 소스전극(117a) 및 드레인 전극(1117b)으로는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 은 합금(Ag alloy), 금 (Au), 금 합금(Au alloy), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 티타늄 합금(Ti alloy), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄(MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다. 여기서는, 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)의 물질로는 Ti/Al/Ti 금속 물질을 사용하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.Subsequently, referring to FIG. 6G, a
그 다음, 도 6h를 참조하면, 상기 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)을 포함한 상기 층간 절연막(113) 상에 제1 패시베이션막(121)을 도포한 후 열 경화시킨다. 이때, 상기 제1 패시베이션막(121)은 유기 절연물질인 포토 아크릴(Photo Acryl) 또는 기타 다른 유기 물질로 형성될 수 있다. 여기서는 제1 패시베이션막 (121)이 포토 아크릴로 구성된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 또한, 상기 제1 패시베이션막(121)은 평탄화 막으로 사용한다.Next, referring to FIG. 6H, a
특히, 상기 제1 패시베이션막(121) 용 유기 물질층을 도포한 이후에 열 경화 처리 공정을 실시하는 과정에서 상기 Ti/Al/Ti 로 구성된 소스전극(117a) 및 드레인 전극(117b)의 표면에 금속 산화막(Ti oxide)(119)이 생성된다.In particular, in the process of performing a thermal curing process after applying the organic material layer for the
이어서, 도 6i를 참조하면, 마스크 공정을 통해 상기 제1 패시베이션막(121) 을 선택적으로 패터닝하여, 상기 드레인 전극(117b) 표면의 금속 산화막(119)을 노출시키는 드레인 콘택홀(123)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 6I, by selectively patterning the
그 다음, 도 6j를 참조하면, 상기 드레인 콘택홀(123)을 포함한 상기 제1 패시베이션막(121) 상에 투명 도전물질층(125)을 증착하여 상기 금속 산화막(119)과 접촉되도록 한다.Next, referring to FIG. 6J, a transparent
이어서, 상기 투명 도전물질층(125) 상에 제1 감광막(미도시)을 도포한 후 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상 공정을 거쳐 상기 제1 감광막(미도시)을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 콘택홀(123) 상부의 투명 도전물질층 (125) 부분을 노출시키는 제1 감광막패턴(127)을 형성한다.Subsequently, after applying a first photoresist layer (not shown) on the transparent
그 다음, 도 6k를 참조하면, 상기 제1 감광막패턴(127)을 식각 마스크로, 상기 금속 산화막(119)과 접촉된 상기 투명 도전물질층(125)을 선택적으로 식각하여 공통전극(125a) 및 인셀 터치패널용 투명전극패턴(125b)을 형성한다. 이때, 상기 투명 도전물질층(125) 식각시에, 상기 투명 도전물질층(125)과 접촉되어 있던 상기 금속 산화막(119) 부분도 함께 식각됨으로써, 상기 드레인 전극(117b)의 표면이 외부로 노출된다. 또한 상기 공통전극 (125a)을 구성하는 물질로는 ITO (Indium -Tin-Oxide), IZO (Indium -Zinc-Oxide)를 포함한 투명 도전 물질 중에서 선택하여 사용한다.Next, referring to FIG. 6K, the first
이어서, 도 6l을 참조하면, 상기 제1 감광막패턴(127)을 제거하고, 상기 공통전극(125a) 및 투명전극패턴(125b)을 포함한 기판 전면에 금속층(129)을 형성한다. 이때, 상기 금속층(129)으로는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 은 합금(Ag alloy), 금 (Au), 금 합금(Au alloy), 크롬 (Cr), 티타늄(Ti), 티타늄 합금(Ti alloy), 몰리텅스텐 (MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다. Next, referring to FIG. 6L, the
그 다음, 도 6m을 참조하면, 상기 금속층(129) 상에 제2 감광막(미도시)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상 공정을 거쳐 상기 제2 감광막(미도시)을 선택적으로 제거하여 상기 드레인 콘택홀(123) 상부의 금속층 (129) 상에 제2 감광막패턴(131)을 형성한다.Next, referring to FIG. 6M, after applying a second photosensitive film (not shown) on the
이어서, 도 6n을 참조하면, 상기 제2 감광막패턴(131)을 식각마스크로 상기 금속층(129)을 식각하여 제1 금속층 패턴(129a) 및 인셀 터치패널의 하부전극용 제2 금속층 패턴(129b)을 형성한다. 이때, 상기 제1 금속층 패턴(129a)은 상기 드레인 전극(117b)과 직접 접촉하게 되는데, 이는 상기 드레인 전극(117b) 표면에 생성된 금속 산화막(119)은 상기 공통전극(125a)을 형성하기 위한 투명 도전물질층의 습식 식각시에 함께 제거되기 때문이다.Subsequently, referring to FIG. 6N, the
그 다음, 도 6o를 참조하면, 상기 제2 감광막패턴(131)을 제거하고, 상기 공통전극(125a)과 제1 금속층 패턴(129a) 및 제2 금속층 패턴(129b)을 포함한 상기 제1 패시베이션막(121) 상에 제2 패시베이션막(133)을 형성한다. 이때, 상기 패시베이션막(133)으로는 실리콘(Si) 계열의 산화막, 질화막, 또는 이를 포함하는 화합물 과, Al2O3를 포함하는 금속산화막 (metal oxide), 유기절연막, 낮은 유전 상수 (low-k) 값을 갖는 재료를 포함한다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(107)으로는, 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘 (SiNx), 산화지르코늄 (ZrO2), 산화하프늄 (HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화탄탈륨 (Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소화합물 (Ba-Sr-Ti-O) 및 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물(Bi-Zn-Nb-O)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합 또는 다른 적절한 물질을 포함할 수도 있다.Next, referring to FIG. 6O, the second photoresist pattern 131 is removed, and the first passivation layer including the
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2 패시베이션막(133) 상에 제3 감광막(미도시)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상 공정을 거쳐 상기 제3 감광막(미도시)을 선택적으로 제거하여 제3 감광막패턴(미도시)을 형성한다.Subsequently, although not shown in the drawing, after applying a third photosensitive film (not shown) on the
그 다음, 도 6p를 참조하면, 상기 제3 감광막패턴(미도시)을 식각 마스크로 상기 제2 패시베이션막(133)을 식각하여 상기 제1 금속층 패턴(129a)을 노출시키는 금속층 패턴 콘택홀(135)을 형성한다.Next, referring to FIG. 6P, a metal layer
이어서, 도 6q를 참조하면, 상기 금속층 패턴 콘택홀(135)을 포함한 상기 제2 패시베이션막(133) 상에 투명 도전물질층(137)을 증착한다.Subsequently, referring to FIG. 6q, a transparent
그 다음, 도 6r를 참조하면, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 투명 도전물질층(미도시) 상에 제4 감광막(미도시)을 도포한 후, 포토리소그라피 공정기술을 이용한 노광 및 현상 공정을 거쳐 상기 제4 감광막(미도시)을 선택적으로 제거하여 제4 감광막패턴(미도시)을 형성한다.Then, referring to FIG. 6R, although not shown in the drawing, after applying a fourth photosensitive film (not shown) on the transparent conductive material layer (not shown), exposure and development processes using photolithography process technology are performed. The fourth photoresist layer (not shown) is selectively removed to form a fourth photoresist layer pattern (not shown).
이어서, 상기 제4 감광막패턴(미도시)을 식각마스크로 상기 투명 도전물질층 (137)을 선택적으로 식각하여 상기 제1 금속층 패턴(129a)과의 접촉을 통해 상기 드레인 전극(117b)과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극(137a) 및 인셀 터치패널용 상부전극(137b)을 형성하고, 상기 제4 감광막패턴(미도시)을 제거함으로써 본 발명에 따른 산화물 반도체 박막 트랜지스터를 적용한 박막 트랜지스터 어레이 기판 제조공정을 완료한다. 이때, 상기 화소전극(137a)은 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO (Indium-Zinc-Oxide)를 포함한 투명 도전 물질 중에서 선택하여 사용한다.Subsequently, the transparent
또한, 상기 상부전극(137b)과 그 하부의 제2 금속층 패턴(129b) 및 이들 사이의 제2 패시베이션막(133)은 인셀 터치 패널(150)을 구성한다.In addition, the
이와 같이 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 소스전극 및 드레인 전극 형성용 금속층 표면에 형성되는 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정 없이도 콘택 저항을 개선시킬 수 있다. As described above, the display device including the thin film transistor array substrate and the method of manufacturing the same according to the present invention can improve contact resistance without a pretreatment process of removing the metal oxide film formed on the surface of the metal layer for forming the source and drain electrodes.
특히, 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정 없이도, 금속층 상에 공통전극용 투명 도전물질층을 형성한 상태에서 상기 투명 도전물질층을 습식 식각하는 동안에 상기 금속층 표면에 형성되어 있던 금속 산화막(Ti oxide)도 함께 식각되기 때문에 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 실시하지 않아도 된다.In particular, the metal oxide film (Ti oxide) formed on the surface of the metal layer during wet etching of the transparent conductive material layer in a state in which the transparent conductive material layer for common electrode is formed on the metal layer without a pretreatment process to remove the metal oxide film is also Since they are etched together, there is no need to perform a pretreatment process to remove the metal oxide layer.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은, 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 생략하기 때문에, 유기 물질로 구성된 패시베이션막의 열경화된 표면 일부가 식각되는 것을 방지할 수 있어 패시베이션막의 표면에 형성되는 금속층 패턴의 비저항이 증가되는 것을 억제할 수 있다.In addition, the display device including the thin film transistor array substrate according to the present invention and the manufacturing method thereof eliminate the pretreatment process of removing the metal oxide film, so that a part of the heat-cured surface of the passivation film made of an organic material is prevented from being etched. Thus, it is possible to suppress an increase in the specific resistance of the metal layer pattern formed on the surface of the passivation film.
그리고, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 금속 산화막을 제거하는 전처리 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 단순화할 있다.In addition, in the display device including the thin film transistor array substrate and the method of manufacturing the same according to the present invention, the pretreatment process of removing the metal oxide layer can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시 예의 예시로서 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 박막 트랜지스터의 구성 요소는 다양화할 수 있을 것이고, 구조 또한 다양한 형태로 변형할 수 있을 것이다. Although many items are specifically described in the above description, they should be interpreted as examples of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. For example, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to diversify the components of the thin film transistor of the present invention, and also to change the structure into various forms.
본 발명의 박막 트랜지스터 어레이 기판은 액정표시장치나 유기발광표시장치뿐만 아니라 메모리소자 및 논리 소자 분야에도 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.It will be appreciated that the thin film transistor array substrate of the present invention can be applied not only to a liquid crystal display device or an organic light emitting display device, but also to a memory device and a logic device field. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but should be determined by the technical idea described in the claims.
100: 박막 트랜지스터 어레이 기판 103: 광차단막
105: 버퍼절연막 107: 활성층
109: 게이트 절연막 111: 게이트 전극
113: 층간 절연막 117a: 소스전극
117b: 드레인 전극 119: 금속 산화막
121: 제1 패시베이션막 125a: 공통전극
125b: 투명전극패턴 129a: 제1 금속층 패턴
129b: 제2 금속층 패턴 133: 제2 패시베이션막
137a: 화소전극 137b: 상부전극100: thin film transistor array substrate 103: light blocking film
105: buffer insulating film 107: active layer
109: gate insulating film 111: gate electrode
113:
117b: drain electrode 119: metal oxide film
121:
125b:
129b: second metal layer pattern 133: second passivation layer
137a:
Claims (14)
상기 활성층을 포함한 기판 전면에 배치된 게이트 절연막;
상기 활성층 위의 상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극;
상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 배치되고, 상기 활성층의 소스영역 및 드레인 영역을 노출시키는 층간 절연막;
상기 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 소스영역 및 드레인 영역과 각각 접촉하는 소스전극 및 드레인 전극;
상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 패시베이션막;
상기 제1 패시베이션막 상에 배치되고, 상기 드레인 전극과 접촉되는 제1 금속층 패턴;
상기 제1 패시베이션막 상에 배치된 공통전극;
상기 공통전극과 금속층 패턴을 포함한 상기 제1 패시베이션막 상에 배치되고, 상기 금속층 패턴을 노출시키는 제2 패시베이션막;
상기 제2 패시베이션막 상에 배치되고, 상기 제1 금속층 패턴과 접촉되어 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 다수의 화소전극;
상기 제1 패시베이션막 상에 배치되며 상기 화소 전극과 중첩되는 투명 전극 패턴;
상기 투명 전극 패턴 상에 배치되는 제2 금속층 패턴을 구비하며,
상기 제1 금속층 패턴은 상기 제2 금속층 패턴과 동일 재질로 이루어지며 상기 투명 전극 패턴과 다른 재질로 이루어지는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치.An active layer disposed on the substrate;
A gate insulating film disposed on the entire surface of the substrate including the active layer;
A gate electrode disposed on the gate insulating layer over the active layer;
An interlayer insulating film disposed on the entire surface of the substrate including the gate electrode and exposing the source region and the drain region of the active layer;
A source electrode and a drain electrode disposed on the interlayer insulating layer and contacting the source region and the drain region, respectively;
A first passivation layer disposed on an interlayer insulating layer including the source electrode and the drain electrode and exposing the drain electrode;
A first metal layer pattern disposed on the first passivation layer and in contact with the drain electrode;
A common electrode disposed on the first passivation layer;
A second passivation layer disposed on the first passivation layer including the common electrode and the metal layer pattern, and exposing the metal layer pattern;
A plurality of pixel electrodes disposed on the second passivation layer, contacting the first metal layer pattern, and electrically connected to the drain electrode;
A transparent electrode pattern disposed on the first passivation layer and overlapping the pixel electrode;
And a second metal layer pattern disposed on the transparent electrode pattern,
The first metal layer pattern includes a thin film transistor array substrate made of the same material as the second metal layer pattern and a different material from the transparent electrode pattern.
상기 제2 패시베이션막 상에 배치되는 상부전극을 더 구비하며,
상기 투명 전극 패턴, 제2 금속층 패턴 및 상부전극으로 구성된 인셀 터치패널을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치.The method of claim 1,
Further comprising an upper electrode disposed on the second passivation layer,
A display device having a thin film transistor array substrate including an in-cell touch panel including the transparent electrode pattern, the second metal layer pattern, and the upper electrode.
상기 활성층을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 활성층 위의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 상기 활성층의 소스영역 및 드레인 영역을 노출시키는 층간 절연막을 형성하는 단계;
상기 층간 절연막 상에 상기 소스영역 및 드레인 영역과 각각 접촉하는 소스전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 층간 절연막 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 제1 패시베이션막을 형성하는 단계;
상기 제1 패시베이션막 상에 상기 드레인 전극과 접촉하는 투명 도전물질층을 형성하는 단계;
상기 드레인 전극과 접촉하는 상기 투명 도전물질층을 제거하여 상기 드레인 전극을 노출시키고, 상기 제1 패시베이션막 상에 공통전극과 투명 전극 패턴을 형성하는 단계;
상기 제1 패시베이션막 상에 상기 드레인 전극과 접촉되는 제1 금속층 패턴과, 상기 투명 전극 패턴 상에 배치되는 제2 금속층 패턴을 형성하는 단계;
상기 공통전극과 금속층 패턴을 포함한 상기 제1 패시베이션막 상에 상기 금속층 패턴을 노출시키는 제2 패시베이션막을 형성하는 단계; 및
상기 제2 패시베이션막 상에 상기 금속층 패턴과 접촉되어 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되며 상기 투명 전극 패턴과 중첩되는 다수의 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 금속층 패턴은 상기 제2 금속층 패턴과 동일 재질로 이루어지며 상기 투명 전극 패턴과 다른 재질로 이루어지는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법.Forming an active layer on the substrate;
Forming a gate insulating film on the entire surface of the substrate including the active layer;
Forming a gate electrode on the gate insulating layer over the active layer;
Forming an interlayer insulating film exposing the source region and the drain region of the active layer on the entire surface of the substrate including the gate electrode;
Forming a source electrode and a drain electrode on the interlayer insulating layer to contact the source region and the drain region, respectively;
Forming a first passivation layer exposing the drain electrode on the interlayer insulating layer including the source electrode and the drain electrode;
Forming a transparent conductive material layer on the first passivation layer in contact with the drain electrode;
Removing the transparent conductive material layer in contact with the drain electrode to expose the drain electrode, and forming a common electrode and a transparent electrode pattern on the first passivation layer;
Forming a first metal layer pattern on the first passivation layer in contact with the drain electrode and a second metal layer pattern on the transparent electrode pattern;
Forming a second passivation layer exposing the metal layer pattern on the first passivation layer including the common electrode and the metal layer pattern; And
And forming a plurality of pixel electrodes on the second passivation layer in contact with the metal layer pattern, electrically connected to the drain electrode, and overlapping the transparent electrode pattern, on the second passivation layer, and
A method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate, wherein the first metal layer pattern is made of the same material as the second metal layer pattern and made of a material different from the transparent electrode pattern.
상기 제1 패시베이션막은 포토 아크릴을 포함한 유기 절연물질 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법.The method of claim 7,
A method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate using any one of organic insulating materials including photoacrylic as the first passivation layer.
상기 활성층 하부에 광차단막을 형성하는 단계를 더 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법.The method of claim 7,
A method of manufacturing a display device having a thin film transistor array substrate, further comprising forming a light blocking layer under the active layer.
상기 드레인 전극은 상기 금속층 패턴과 직접 접촉된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법.The method of claim 7,
A method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate in which the drain electrode is in direct contact with the metal layer pattern.
상기 소스전극 및 드레인 전극은 Ti/Al/Ti으로 구성된 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법.The method of claim 7,
The source electrode and the drain electrode are a method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate composed of Ti/Al/Ti.
상기 제2 패시베이션막 상에 상부전극을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 투명 전극 패턴, 제2 금속층 패턴 및 상부전극으로 구성된 인셀 터치패널을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조방법.The method of claim 7,
Further comprising forming an upper electrode on the second passivation layer,
A method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate including an in-cell touch panel composed of the transparent electrode pattern, the second metal layer pattern, and the upper electrode.
상기 드레인 전극과 상기 제1 패시베이션막 사이에 배치되는 금속 산화막을 더 구비하며,
상기 제1 금속층 패턴은 상기 금속 산화막의 측면과 접촉하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치.The method of claim 1,
Further comprising a metal oxide layer disposed between the drain electrode and the first passivation layer,
The first metal layer pattern includes a thin film transistor array substrate in contact with a side surface of the metal oxide layer.
상기 드레인 전극과 상기 제1 패시베이션막 사이에 배치되는 금속 산화막을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 제1 금속층 패턴은 상기 금속 산화막의 측면과 접촉하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비한 표시장치 제조 방법. The method of claim 7,
Further comprising forming a metal oxide layer disposed between the drain electrode and the first passivation layer,
A method of manufacturing a display device including a thin film transistor array substrate in which the first metal layer pattern contacts a side surface of the metal oxide layer.
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