JP2006119564A - 金属配線とその製造方法、金属配線を具備したアレイ基板及びその製造方法、並びにアレイ基板を具備した表示パネル - Google Patents

金属配線とその製造方法、金属配線を具備したアレイ基板及びその製造方法、並びにアレイ基板を具備した表示パネル Download PDF

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Abstract


【課題】 多重金属配線構造において金属パターンの不良を改善する。
【解決手段】 金属配線は、基板に形成された第1金属層と、第1金属層上に形成され、第1金属層の腐食を抑制する酸化膜と、酸化膜上に形成された第2金属層と、を含む。第1金属層の下に形成された第3金属層を更に含み、第3金属層は、第2金属層と実質的に同じ金属物質である。このように、第1金属層と第2金属層との間に酸化膜を形成することで、前記第1金属層の腐食を防止する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、アレイ基板及びその製造方法と、アレイ基板を具備した表示パネルに係わり、より詳細には、多重配線構造において金属パターンの不良を除去するための金属配線及びその製造方法と、金属配線を具備したアレイ基板及びその製造方法と、アレイ基板を具備した表示パネルと、に関する。
液晶表示装置は、情報ディスプレイ及び携帯型電子素子分野で、主に用いられている。前記液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(TFT)によって画素領域の透過光の強度を調節することができるスイッチング素子を用いて正確な諧調表示をする。特に、フールカラー(Full Color)表示をすることができる技術が開発され、携帯型個人情報端末機やスリム型のデスクトップモニター(desktop Monitor)に広範囲に用いられている。
最近、液晶表示装置が大型化及び高精細化すると、スキャン配線の時定数RCが増加し、ゲート信号遅延による画質が低下するという問題点がある。前記スキャン配線の抵抗が高くなると、前記スキャン配線に沿って、均一の信号又は明るさを得ることができない。更に、走査線が増加することによって、液晶層の充電時間(TFTのon時間)を短縮し、より早い時間に充電を完了するためには、スイッチング素子(TFT)の高性能化が必要となる。前記スキャン配線抵抗を減少させるための案として、アルミニウム(Al)と高融点金属とによる二重配線構造を用いている。
しかし、前記二重スキャン配線を形成するためにフォトリソグラフィ工程を実施するとき、現像液によって前記アルミニウム層が腐食され、前記スキャン配線のパターン不良が発生するという問題点がある。
本発明の技術的な課題は、このような従来の問題点を解決することであり、本発明の目的は、金属パターン不良を除去するための金属配線を提供することにある。
前記本発明の他の目的は、前記金属配線の形成方法を提供することにある。
前記本発明のまた他の目的は、前記金属配線を具備したアレイ基板を提供することにある。
前記本発明のまた他の目的は、前記アレイ基板の製造方法を提供することにある。
前記本発明のまた他の目的は、前記アレイ基板を具備した表示パネルを提供することにある。
前記の本発明の目的を具現するための実施例による金属配線は、基板に形成された第1金属層と、前記第1金属層上に形成され、前記第1金属層の腐食を抑制する酸化膜と、前記酸化膜上に形成された第2金属層と、を含む。望ましくは、前記第1金属層の下に形成された第3金属層を更に含み、前記第3金属層は、前記第2金属層と実質的に同じ金属物質である。
前記の本発明の他の目的を具現するための実施例による金属配線の形成方法は、基板に第1金属物質を蒸着する段階と、前記第1金属物質が蒸着された基板を酸素雰囲気で停滞させ、前記第1金属物質上に酸化膜を形成する段階と、前記酸化膜上に第2金属物質を蒸着する段階と、フォトリソグラフィ工程を通じて前記第2金属物質が蒸着された結果物をパターニングする段階と、を含む。
前記酸化膜は、前記フォトリソグラフィ工程に用いられる現像液による前記第1金属物質の腐食を防止し、前記第1金属物質と前記第2金属物質との間の電子の移動を抑制する。
前記の本発明のまた他の目的を具現するための実施例によるアレイ基板は、スキャン配線と、前記スキャン配線と電気的に絶縁しかつ交差するように形成されたデータ配線と、制御電極が前記スキャン配線に接続され、第1電流電極が前記データ配線に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の第2電流電極に接続された画素電極と、を含む。前記スキャン配線及びデータ配線のうち、いずれか一つ以上は、第1金属層と、前記第1金属層上に形成された酸化膜と、前記酸化膜上に形成された第2金属層と、を含む。
望ましくは、前記データ配線は、前記第1金属層の下に形成された第3金属層を更に含む。
より望ましくは、前記第1金属層は、アルミニウム(Al)及びアルミニウム合金物質の中で選択された一つであり、前記第2金属層は、モリブデン(Mo)である。また、前記第3金属層は、前記第1金属層と実質的に同じ物質であり、前記酸化膜の厚さは、100Å未満である。
前記の本発明のまた他の目的を具現するための実施例による、複数のスキャン配線と、複数のデータ配線と、前記スキャン配線及びデータ配線が接続されたスイッチング素子とを含むアレイ基板の製造方法は、第1金属物質を蒸着する段階と、前記第1金属物質上に酸化膜を形成する段階と、前記酸化膜上に第2金属物質を蒸着する段階と、前記第1金属物質及び第2金属物質をパターニングして前記スキャン配線を形成する段階と、を含む。
また、前記アレイ基板の製造方法は、前記第2金属物質を蒸着する段階と、前記第2金属物質上に前記第1金属物質を蒸着する段階と、前記第1金属物質上に前記酸化膜を形成する段階と、前記酸化膜上に第2金属物質を蒸着する段階と、前記第1金属物質及び第2金属物質をパターニングして前記データ配線を形成する段階と、を含む。
前記酸化膜は、約10sccmの酸素が注入された装置内において前記第1金属物質が蒸着された透明基板を6秒以上停滞させて形成する。望ましくは、前記酸化膜の厚さは、100Å未満である。
前記の本発明のまた他の目的を具現するための実施例による表示パネルは、液晶層と、第1基板と、第2基板と、を含む。前記第2基板は、前記スキャン配線と交差するデータ配線と、前記スキャン配線とデータ配線に電気的に接続されたスイッチング素子を具備し、
前記スキャン配線と前記データ配線のうち、一つ以上は第1金属層と、前記第1金属層上に形成された酸化膜と、前記酸化膜上に形成された第2金属層と、を含むことを特徴とする。
このような金属配線と、これを具備したアレイ基板及びその製造方法と、アレイ基板を具備した表示パネルとによると、二重金属層の界面に酸化膜を形成して、前記酸化膜によって前記金属層の腐食を防止する。これによって、金属パターンの不良を除去することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例をより詳細に説明する。しかし、本発明は、ここで説明される実施例に限らず、異なるの形態に具体化することもできる。むしろ、ここで紹介される実施例は、開示された内容が徹底で完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分伝達されるようにするために、提供されるものである。図面では、多層(又は膜)及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。全体的に、図面説明のとき、観察者の観点から説明した。そして、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるとするとき、これは、他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるとするときには、その間には、他の部分がないことを意味する。
図1は、本発明の実施例によるアレイ基板の部分平面図である。
図1を参照すると、前記アレイ基板は、第1方向に形成された複数のスキャン配線(GL)と、前記第1方向と交差する第2方向に形成された複数のデータ(又はソース)配線(DL)と、前記スキャン配線(GL)とデータ配線(DL)とによって定義される複数の画素領域と、を含む。
前記画素領域には、スイッチング素子(TFT)110と、前記スイッチング素子110と接続されるストレージキャパシタ(CST)と、液晶キャパシタ(CLC)の第1電極である画素電極150と、を含む。
前記スイッチング素子110は、前記スキャン配線(GL)と接続されるゲート電極111と、前記データ配線(DL)と接続されるソース電極113と、コンタクトホール150を通じて前記画素電極170と接続されるドレイン電極114と、を含む。前記ゲート電極111と、前記ソース電極113とドレイン電極114との間には、半導体層(図示せず)が形成される。
前記ストレージキャパシタ(CST)130は、前記スキャン配線(GL)と同じ金属層である第1電極130と、前記ドレイン電極114と同じ金属層で形成された第2電極と、で定義される。前記ストレージキャパシタ130は、前記スイッチング素子110がターンオフ状態であるとき、前記液晶キャパシタ(CLC)に充電された電圧を、一フレームの期間に維持させる。
前記スキャン配線(GL)と、前記スキャン配線(GL)から延びた前記ゲート電極111と、前記ストレージキャパシタの第1電極130とは、多重金属層で形成され、前記多重金属層の間に、少なくとも一つ以上の金属酸化膜が形成される。即ち、前記金属酸化膜は、前記二重金属層をパターニングするためのフォトリソグラフィ工程のとき、現像液(例えば、TMAH:Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)による前記第1金属層(Al又はAl合金)が腐食されることを防止する。即ち、前記金属酸化膜は、前記金属層の間に形成され、前記金属層の間の電子移動を抑制する障壁の役割を果たすことによって、電池反応を抑制して前記現像液による前記金属層の腐食を抑制する。これによって、前記スキャン配線(GL)、前記ゲート電極111、及び前記ストレージキャパシタの第1電極130の金属パターンの不良を防止することができる。
ここで、前記多重金属層は、アルミニウム(Al)又はアルミニウム合金などのアルミニウム系列の金属、銀(Ag)や銀合金系列の金属、銅(Cu)や銅(Cu)合金などの銅系列の金属、モリブデン(Mo)やモリブデン合金などモリブデン系列の金属、クロム(Cr)、タンタル(Ta)又はチタニウム(Ti)を含む金属を含む。以上では、スキャン配線に、前記多重配線構造を適用する場合を説明したが、データ配線に、前記多重配線構造を適用することも当業者が容易に適用することができる。
図2は、図1のアレイ基板を含む表示パネルをI−I’に沿ってみた断面図である。以下では、二重配線構造を例として説明する。
図2を参照すると、表示パネルは、アレイ基板100と、カラーフィルター基板200と、前記アレイ基板100とカラーフィルター基板200との間に介在する液晶層300と、を含む。
前記アレイ基板100は、透明基板101を含み、前記透明基板101上には、ゲート金属層を蒸着及びパターニングして、スイッチング素子110のゲート電極111と、スキャン配線(GL)及びストレージキャパシタ(CST)の第1電極130とを形成する。
前記ゲート電極層は、第1金属層111aと、第2金属層111cと、前記第1金属層111aと第2金属層111cとの間の金属酸化膜111bと、で形成される。例えば、前記第1金属層111aは、アルミニウム(Al)及びアルミニウム合金物質で形成され、前記第2金属層111cは、モリブデン(Mo)金属物質で形成される。前記アルミニウム(Al)は、両方性物質として、酸と塩基両方に全て反応する。これによって、前記フォトリソグラフィ工程のとき、現像液によって、腐食が発生しやすい。前記第1金属層111aの腐食を防止するために、前記金属酸化膜111bを、前記第1金属層111aを蒸着した後に前記第1金属層111a上に形成し、前記金属酸化膜111b上に、前記第2金属層111cを形成する。前記金属酸化膜111bは、約10sccm程度の酸素が注入された酸素雰囲気で6秒以上停滞させて形成する。その後、第2金属層111cを形成することで、前記金属酸化膜111bは、約100Å未満の厚さに形成される。
前記ゲート金属層によって形成された前記ストレージキャパシタ130の第1電極131は、第1金属層131aと、第2金属層131cと、前記第1金属層131aと第2金属層131cの間の金属酸化膜131bと、で形成される。勿論、前記ゲート金属層で形成されるスキャン配線(GL)も、第1金属層と、第2金属層と、前記第1金属層と第2金属層との間の金属酸化膜と、で形成される。
ゲート絶縁層105は、前記ゲート金属層上に形成される。半導体層112は、前記ゲート絶縁層105上に形成される。前記半導体層112は、活性層112a及び抵抗性接触層112bで形成され、前記ゲート電極111が形成された領域に対応して形成される。
ソース金属層及びドレイン金属層を蒸着及びパターニングして、データ配線(DL)と、前記スイッチング素子110のソース電極113と、ドレイン電極114と、前記ドレイン電極114から延びた前記ストレージキャパシタの第2電極132と、が形成される。
前記ソース金属層及びドレイン金属層上には、パッシベーション層107が形成され、前記パッシベーション層107上には、絶縁層108が形成される。前記絶縁層108は、形成しないこともできる。
前記パッシベーション層107及び絶縁層108をエッチングして、ドレイン電極114の一定領域を露出させるコンタクトホール150を形成する。前記絶縁層108上に透明電極層を蒸着及びパターニングして、画素電極170を形成する。前記画素電極170は、前記コンタクトホール150を通じて前記ドレイン電極114と電気的に接続される。
前記カラーフィルター基板200は、透明基板201と、遮光層210と、色画素パターン220R、220Bと、透明電極層230と、を含む。前記透明基板201の上部には、遮光層210と、色画素パターン220R、220Bと、が形成される。遮光層210は、パターニングされて、透明基板201上に単位画素の内部空間を定義し、また、漏洩光を遮断する。
色画素パターン220R、220Bは、前記遮光層210によって定義される単位画素の内部空間に形成される。前記色画素パターン220R、220Bは、入射される光に応答して固有の色を発現するカラーフィルターである。勿論、前記色画素パターンは、R(RED)、G(GREEN)、B(BLUE)カラーを含む。
前記透明電極層230は、前記アレイ基板100の前記画素電極170に対向する共通電極として、共通電圧が印加される。これによって、前記画素電極170を第1電極とし、前記共通電極230を第2電極とする液晶キャパシタ(CLC)が、定義される。前記遮光層210と色画素パターン220R、220B上に、平坦化膜及び保護膜の役割を果たす平坦化層を形成することもできる。
前記液晶層300は、前記アレイ基板100の画素電極170と、前記カラーフィルター基板200の透明電極層230とによって印加される電界の強度に対応して、液晶分子の配列角を変化させて画像を表示する。
図3乃至図7は、図1のアレイ基板の製造方法を説明するための工程図である。以下では、二重配線構造を例として説明する。
図3を参照すると、透明基板101上に、ゲート金属層405を形成する。前記ゲート金属層405はまず、スパッタリング蒸着法を用いて、第1金属物質であるアルミニウム(Al)及びアルミニウム合金のような物質を蒸着して第1金属層402を形成する。即ち、第1蒸着装置内でプラズマ場を用いて前記第1金属物質を蒸着して、第1金属層402を形成する。その後、前記第1蒸着装置内に約10sccm程度の酸素ガスを注入し、6秒以上の酸素雰囲気を維持させる。これによって、前記第1金属層402上には、約100Å未満の厚さを有する金属酸化膜403が形成される。
その後、第2金属層404を形成するための第2蒸着装置に移送して、第2金属物質であるモリブデン(Mo)のような物質を前記金属酸化膜403上に蒸着して、前記第2金属層404を形成する。勿論、前記金属酸化膜403は、前記第2蒸着装置内で、前記第2金属層404が蒸着される前に形成することもできる。即ち、前記第1蒸着装置で前記第1金属層402を形成した後、前記第1金属層402が形成された前記透明基板401を前記第2蒸着装置に移送する。その後、前記第2蒸着装置に約10sccm程度の酸素ガスを注入し、6秒以上の酸素雰囲気を維持させて、前記金属酸化膜403を形成する。その後、前記モリブデンを蒸着して、前記金属酸化膜403上に前記第2金属層404を形成する。
このように、前記透明基板401上に、前記第1金属層402、金属酸化膜403及び第2金属層404で形成されたゲート金属層405を、形成する。
フォトリソグラフィ工程を通じて前記ゲート金属層405をパターニングする。具体的に、フォトレジスト層を前記ゲート金属層405上に形成し、スキャン配線、ゲート電極及びストレージキャパシタの第1電極に該当する領域にのみフォトレジスト層420が残るようにパターニングする。その後、現像液に前記透明基板401を浸して、スキャン配線、ゲート電極及びストレージキャパシタの第1電極をパターニングする。
図4を参照すると、前記透明基板401上に、スキャン配線(GL)、ゲート電極411、及びストレージキャパシタ430の第1電極431が形成される。前記ゲート電極411は、第1金属層411a、金属酸化膜411b及び第2金属層411cで形成され、前記第1電極431は、第1金属層431a、金属酸化膜431b及び第2金属層341cで形成される。勿論、図示していないが、前記スキャン配線も、第1金属層、金属酸化膜及び第2金属層で形成される。
前記スキャン配線(GL)、ゲート電極411、及びストレージキャパシタ430の第1電極431上に、ゲート絶縁層406を形成する。前記ゲート絶縁層406上には、半導体層412である活性層412aと抵抗性接触層412bとが順次形成される。例えば、前記活性層412aは、非晶質シリコン層(a−Si)であり、前記抵抗性接触層412bは、不純物がドーピングされた非晶質シリコン層(+n a−Si)である。
前記活性層412a及び抵抗性接触層412bは、前記スイッチング素子410のゲート電極411に対応する領域に残留するように、フォトリソフラフィ工程でパターニングする。ここで、フォトリソグラフィ工程は、フォトレジスト塗布、フォトレジストパターニング、露光、現像、エッチャントを用いたエッチング過程などを含む。
前記抵抗性接触層412b上に、ソース及びドレイン金属層を蒸着する。図示されたように、前記ソース及びドレイン金属層は、低抵抗金属配線を多重金属層で形成する。勿論、単一金属層で形成することもできる。前記ソース金属層及びドレイン金属層は、第1金属層442、第2金属層443、金属酸化膜444及び第3金属層445を順次積層する。前記第1金属層442と前記第3金属層445は、同じ金属物質、例えば、モリブデン(Mo)物質又はモリブデン合金物質で形成される。前記第2金属層442は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金物質から形成される。即ち、前記金属酸化膜443は、前記第2金属層443と第3金属層445との間に形成され、相対的に腐食特性がよくないアルミニウム物質で形成された第2金属層443の腐食を防止する。
図5を参照すると、前記抵抗性接触層412b上に形成されたソース金属層及びドレイン金属層をフォトリソグラフィ工程を通じてパターニングして、前記スイッチング素子410のソース電極413及びドレイン電極414と、データ配線(DL)とを形成する。前記ソース電極413及びドレイン電極414と、データ配線(DL)とは、多重金属層で形成し、あるいは単一金属層で形成することができる。
図6を参照すると、前記ソース電極413及びドレイン電極414をマスクとして露出した抵抗性接触層412bをエッチングする。これによって、前記スイッチング素子110は、チャンネル層が形成される。前記ソース金属層及びドレイン金属層上に、パッシベーション層407を形成し、前記パッシベーション層407上には、絶縁層408を形成する。前記絶縁層408は、形成しないこともできる。
前記絶縁層408は、窒化シリコン又は酸化シリコンなどの無機絶縁物質で形成されたり、あるいは、アクリル系有機化合物、テフロン、BCB、サイトプ又はPFCBなどの低誘電定数を有する有機絶縁物質で形成される。
図7を参照すると、フォトリソグラフィ工程を用いて前記パッシベーション層406及び絶縁層408を除去して、コンタクトホール450を形成する。前記コンタクトホール450を通じて、前記ドレイン電極414の一部領域を露出させる。
その後、絶縁層408上に、透明な導電性物質である透明電極層を蒸着してパターニングする。前記透明な導電性物質であるインジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)又はインジウムスズ亜鉛酸化物を蒸着してパターニングする。前記パターニングされた透明電極層は、画素電極内に画素電極470を形成する。また、コンタクトホール450を通じて前記ドレイン電極414と前記画素電極470とは、電気的に接続される。
図8は、本発明の実施例による二重ゲート金属層を説明するための概略的なアレイ基板の斜視図であり、図9は、図8の前記二重金属層の間の界面(IA)を分析したグラフである。
図8を参照すると、透明基板401上に第1金属層402を形成し、前記第1金属層402上に金属酸化膜403を形成し、前記金属酸化膜403上に第2金属層404を形成する。前記金属酸化膜403を含む前記第1金属層402と第2金属層404との界面領域(IA)に存在する物質の合量分布は、図9のようである。前記物質の合量割合を分析した前記界面領域(IA)の厚さは、約50nm程度である。
図9を参照すると、前記界面領域(IA)は、第1金属層を形成する第1金属物質が高濃度で含有された第1金属領域(MA1)と、第2金属層を形成する第2金属物質が高濃度で含有された第2金属領域(MA2)と、前記第1金属物質と第2金属物質の合量割合がほぼ一定の拡散領域(DIF)と、を含む。
具体的に、前記第1金属物質であるアルミニウム系列(Al−Nd)の金属物質を蒸着した後、酸素雰囲気で6秒間維持して酸化膜を形成する。図示したように、前記酸化膜が形成された第1金属酸化膜領域(MOA1)は、約40Å程度である。
その後、前記第2金属物質であるモリブデン(Mo)を蒸着する。ここで、前記第2金属物質を蒸着する過程で、前記第1金属酸化膜領域(MOA1)内の酸素が、前記第2金属領域(MA1)の一部に拡散される。図示したように、前記拡散領域(DIF)に前記酸素が拡散される。前記第1金属領域(MA1)と前記第2金属領域(MA2)との間に実質的に酸素が存在する第2金属酸化膜領域(MOA2)は、約100Å未満である。即ち、実質的な金属酸化膜403の厚さは、約100Å未満である。
前記金属酸化膜403は、前記第1金属層402と前記第2金属層404との間に形成され、前記第1金属層402及び第2金属層404との間の電子移動を抑制する障壁の役割を果たすことで、電池反応を抑制して前記第1金属層の浸食を防止する。
以下、金属酸化膜による金属層の腐食程度を確認するための多様な実験を説明する。
図5は、本発明の実施例による金属酸化膜による金属層の腐食程度を実験した実験結果を示したテーブルである。
実験例1
図8及び図10を参照すると、第1実験では前記透明基板401上に前記第1金属層402と第2金属層404を蒸着した。即ち、前記金属酸化膜403を形成しない場合である。前記第1実験の計測によると、前記第1金属層402の界面抵抗は、0.498Ωであり、現像後の前記第1金属層402の界面抵抗は、3.195Ωであった。このような第1実験結果によると、前記第1金属層402の腐食程度が、非常に大きいことがわかる。即ち、前記抵抗値が大きいと、腐食程度が大きいということがわかる。
実施例2
図8及び図10を参照すると、第2実験では、前記透明基板401上に前記第1金属層402を蒸着した後、10sccm程度の酸素を注入した酸素雰囲気で6秒間停滞させて前記金属酸化膜403を形成した。その後、前記第2金属層404を形成した。前記第2実験の計測によると、前記金属酸化膜403が形成された前記第1金属層402の界面抵抗は、0.497Ωであり、現像後の前記第1金属層402の界面抵抗は、0.781Ωであった。
このような第2実験結果によると、前記第1実験結果に比べて相対的に、前記第1金属層402の腐食程度が小さいことがわかる。
実施例3
図8及び図10を参照すると、第3実験では透明基板401上に前記第1金属層402を蒸着した後、10sccm程度の酸素を注入した酸素雰囲気で12秒間停滞させて前記金属膜403を形成した。その後、前記第2金属層404を形成した。前記第3実験の計測によると、前記金属酸化膜403が形成された前記第1金属層402の界面抵抗は、0.488Ωであり、現像後の前記第1金属層402の界面抵抗は、0.836Ωである。
このような第3実験結果によると、前記第1実験結果に比べて相対的に、前記第1金属層402の腐食程度が小さいことがわかる。
実施例4
図8及び図10を参照すると、第4実験では、前記透明基板401上に前記第1金属層402を蒸着した後、10sccm程度の酸素を注入した酸素雰囲気で18秒間停滞させて前記金属膜403を形成した。その後、前記第2金属層404を形成した。前記第4実験の計測によると、前記金属酸化膜403が形成された前記第1金属層402の界面抵抗は、0.499Ωであり、現像後の前記第1金属層402の界面抵抗は、0.864Ωである。
このような第4実験結果によると、前記第1実験結果に比べて相対的に、前記第1金属層402の腐食程度が小さいことがわかる。
実施例5
図8及び図10を参照すると、第5実験では、前記透明基板401上に前記第1金属層402を蒸着した後、10sccm程度の酸素を注入した酸素雰囲気で24秒間停滞させて前記金属膜403を形成する。その後、前記第2金属層404を形成する。前記第5実験の計測によると、前記金属酸化膜403が形成された前記第1金属層402の界面抵抗は、0.489Ωであり、現像後の前記第1金属層402の界面抵抗は、0.843Ωある。
このような第5実験結果によると、前記第1実験結果に比べて相対的に、前記第1金属層402の腐食程度が小さいことがわかる。
一方、前記実験結果を参考するとき、前記6秒以上の酸素雰囲気で形成された前記金属酸化膜403による前記第1金属層402の腐食程度の差は、ほぼ同じであることがわかる。
したがって、前記金属膜の形成のための酸素雰囲気は、6秒以上、10sccm程度の量が望ましい。
以上で説明したように、本発明によると、二重金属層を有するゲート金属層を形成するとき、第1金属層と第2金属層との間に金属酸化膜を形成して、前記ゲート金属層に対したパターン工程の際に前記第1金属層が腐食されることを防止するとこができる。前記金属酸化膜は、前記第1金属層と第2金属層との間の電子移動を抑制する障壁役割を果たすことで、現像液に露出されるとき、電池反応が抑制されて、アルミニウムやアルミニウム合金のような第1金属層の腐食を防止することができる。
したがって、前記二重金属層を有するアレイ基板の金属パターンの不良を防止することができる。更に、前記アレイ基板を具備した表示装置の動作特性の低下を防ぐことができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明は、これに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
本発明の実施例によるアレイ基板の部分平面図である。 図1のアレイ基板を含む表示パネルを線I−I’に沿って見た断面図である。 図1のアレイ基板の製造方法を説明するための工程図である。 図1のアレイ基板の製造方法を説明するための工程図である。 図1のアレイ基板の製造方法を説明するための工程図である。 図1のアレイ基板の製造方法を説明するための工程図である。 図1のアレイ基板の製造方法を説明するための工程図である。 本発明の実施例による二重ゲート金属層を説明するための概略的なアレイ基板の斜視図である。 図8の二重ゲート金属層の間の界面(IA)を分析したグラフである。 本発明の実施例による金属酸化膜による金属層の腐食程度を実験した実験結果表である。
符号の説明
100 アレイ基板
101、401 透明基板
105、406 ゲート絶縁層
107、407 パッシベーション層
108、408 絶縁層
110、410 スイッチング素子
111、411 ゲート電極
112、412 半導体層
113、413 ソース電極
114、414 ドレイン電極
130、430 ストレージキャパシタ
131、431 第1電極
132 第2電極
150、450 コンタクトホール
170、470 画素電極
200 カラーフィルター基板
201、401 透明基板
210 遮光層
230 透明電極層
300 液晶層
402、442 第1金属層
403、444 金属酸化膜
404、443 第2金属層
405 ゲート金属層
445 第3金属層

Claims (27)

  1. 基板に形成された第1金属層と、
    前記第1金属層上に形成され、前記第1金属層の腐食を抑制する酸化膜と、
    前記酸化膜上に形成された第2金属層と、
    を含むことを特徴とする金属配線。
  2. 前記第1金属層の下に形成された第3金属層を更に含み、前記第3金属層は、前記第2金属層と実質的に同じ金属物質であることを特徴とする請求項1記載の金属配線。
  3. 前記酸化膜の厚さは、100Å未満であることを特徴とする請求項1記載の金属配線。
  4. 基板に第1金属物質を蒸着する段階と、
    前記第1金属物質が蒸着された基板を酸素雰囲気で停滞させ、前記第1金属物質上に酸化膜を形成する段階と、
    前記酸化膜上に第2金属物質を蒸着する段階と、
    フォトリソグラフィ工程を通じて前記第2金属物質が蒸着された結果物をパターニングする段階と、
    を含むことを特徴とする金属配線の製造方法。
  5. 前記酸化膜は、
    前記フォトリソグラフィ工程に用いられる現像液による前記第1金属物質の腐食を防止することを特徴とする請求項4記載の金属配線の製造方法。
  6. 前記酸化膜は、前記第1金属物質と前記第2金属物質との間の電子の移動を抑制することを特徴とする請求項4記載の金属配線の製造方法。
  7. 基板と、
    前記基板上に形成されたスキャン配線と、
    前記スキャン配線と電気的に絶縁しかつ交差するように形成されたデータ配線と、
    制御電極が前記スキャン配線に接続され、第1電流電極が前記データ配線に接続されたスイッチング素子と、
    前記スイッチング素子の第2電流電極に接続された画素電極と、
    を含み、
    前記スキャン配線及びデータ配線のうち、いずれか一つ以上は、第1金属層と、前記第1金属層上に形成された酸化膜と、前記酸化膜上に形成された第2金属層と、を含むことを特徴とするアレイ基板。
  8. 前記データ配線は、前記第1金属層の下に形成された第3金属層を更に含むことを特徴とする請求項7記載のアレイ基板。
  9. 前記第2電流電極と電気的に接続された第2電極を有するストレージキャパシタを更に含み、
    前記ストレージキャパシタの第1電極は、前記第1金属層、酸化膜及び第2金属層を含むことを特徴とする請求項7記載のアレイ基板。
  10. 前記第1金属層は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、銅合金からなる群から選択された一つ以上の金属であることを特徴とする請求項7記載のアレイ基板。
  11. 前記第3金属層は、前記第1金属層と実質的に同じ物質であることを特徴とする請求項8記載のアレイ基板。
  12. 前記第2金属層は、モリブデン、モリブデン合金、クロム、クロム合金、タンタル、タンタル合金、チタニウム、チタニウム合金からなる群から選択された一つ以上の金属であることを特徴とする請求項7記載のアレイ基板。
  13. 前記酸化膜の厚さは、100Å未満であることを特徴とする請求項7記載のアレイ基板。
  14. 複数のスキャン配線と、複数のデータ配線と、前記スキャン配線及びデータ配線が接続されたスイッチング素子と、を含むアレイ基板の製造方法において、
    第1金属物質を蒸着する段階と、
    前記第1金属物質上に酸化膜を形成する段階と、
    前記酸化膜上に第2金属物質を蒸着する段階と、
    前記第1金属物質及び第2金属物質をパターニングして、前記スキャン配線を形成する段階と、
    を含むことを特徴とするアレイ基板の製造方法。
  15. 前記第2金属物質を蒸着する段階と、
    前記第2金属物質上に前記第1金属物質を蒸着する段階と、
    前記第1金属物質上に前記酸化膜を形成する段階と、
    前記酸化膜上に第2金属物質を蒸着する段階と、
    前記第1金属物質及び第2金属物質をパターニングして、前記データ配線を形成する段階と、
    を含むことを特徴とする請求項14記載のアレイ基板の製造方法。
  16. 前記第1金属物質上に形成された酸化膜は、約10sccmの酸素が注入された装置内において、前記第1金属物質が蒸着された透明基板を6秒以上停滞させて形成することを特徴とする請求項14記載のアレイ基板の製造方法。
  17. 前記酸化膜の厚さは、100Å未満であることを特徴とする請求項14記載のアレイ基板の製造方法。
  18. 前記第1金属物質は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、銅合金からなる群から選択された一つ以上の金属物質であることを特徴とする請求項15記載のアレイ基板の製造方法。
  19. 前記第2金属物質は、モリブデン、モリブデン合金、クロム、クロム合金、タンタル、タンタル合金、チタニウム、チタニウム合金からなる群から選択された一つ以上の金属物質であることを特徴とする請求項15記載のアレイ基板の製造方法。
  20. 液晶層と、
    第1基板と、
    スキャン配線と、前記スキャン配線と交差するデータ配線と、前記スキャン配線及びデータ配線に電気的に接続されたスイッチング素子と、を具備し、前記第1基板との合体を通じて前記液晶層を収容するする第2基板と、
    を含み、
    前記スキャン配線と前記データ配線のうち、一つ以上は、複数の金属層が多層形態に積層され、前記金属層の間には、酸化膜が介在されたことを特徴とする表示パネル。
  21. 前記スキャン配線は、二つの金属層と、前記二つの金属層の間に介在する酸化膜と、を含むことを特徴とする請求項20記載の表示パネル。
  22. 前記二つの金属層のうち、下部金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金の中で選択された一つであり、前記二つの金属層のうち、上部金属層は、モリブデン又はモリブデン合金の中で選択された一つであることを特徴とする請求項21記載の表示パネル。
  23. 前記データ配線は、二つの金属層と、前記二つの金属層の間に介在する酸化膜と、を含むことを特徴とする請求項20記載の表示パネル。
  24. 前記データ配線の前記二つの金属層のうち、下部金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金の中で選択された一つであり、前記二つの金属層のうち、上部金属層は、モリブデン又はモリブデン合金の中で選択された一つであることを特徴とする請求項23記載の表示パネル。
  25. 前記データ配線は、三つの金属層と、前記三つの金属層の間に介在する酸化膜と、を含むことを特徴とする請求項20記載の表示パネル。
  26. 前記三つの金属層のうち、下部金属層は、モリブデン又はモリブデン合金の中で選択された一つであり、中間金属層は、アルミニウム又はアルミニウム合金の中で選択された一つであり、上部金属層は、モリブデン又はモリブデン合金の中で選択された一つであり、前記酸化膜は、前記中間金属層と前記上部金属層との間に介在することを特徴とする請求項25記載の表示パネル。
  27. 前記酸化膜の厚さは、100Å未満であることを特徴とする請求項20記載の表示パネル。
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