KR0154810B1 - 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법

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KR0154810B1
KR0154810B1 KR1019950031210A KR19950031210A KR0154810B1 KR 0154810 B1 KR0154810 B1 KR 0154810B1 KR 1019950031210 A KR1019950031210 A KR 1019950031210A KR 19950031210 A KR19950031210 A KR 19950031210A KR 0154810 B1 KR0154810 B1 KR 0154810B1
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보조 용량의 크기를 게이트 링의 폭에 의해서만 결정되지 않도록 하고, 보조 용량이 블랙 매트릭스 역할을 하도록 하기 위하여, 게이트 산화막의 상부에 금속막을 형성하여, 게이트 라인과 상기 금속막 그리고 그 사이의 절연막으로 이루어진 제1저장 캐패시터와, 상기 금속막과 화소 그리고 그 사이의 절연막으로 이루어진 제2저장 캐패시터를 만들어준 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
제1도는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 평면도이고,
제2도는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 회로도이고,
제3도는 게이트 링과 화소사이에 캐패시터가 형성되어 있는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 평면도이고,
제4도는 게이트 링과 화소사이에 캐패시터가 형성되어 있는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 회로도이고,
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 회로도이고,
제6도는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 평면도이고,
제7도는 본 발명의 실시예에 따른 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 단면도이고,
제8도의 (a)-(h)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면, 게이트 산화막의 상부에 금속막을 형성하여 게이트 라인과 상기 금속막 그리고 그 사이의 절연막으로 이루어진 제2저장 캐패시터를 형성시킨 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는
기판, 적·녹·청의 3가지 컬러 필터층, 그리고 공통 전극을 포함하는 공통 전극 기판,
다수의 화소, 상기 화소에 화상 정보 신호를 전달하는 데이터 라인, 상기 화소에 구동 신호를 전달하는 게이트 라인, 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인의 교차부에 형성되어 있는 스위칭 소자를 포함하는 박막 트랜지스터 기판, 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 공통 기판 사이에 채워져 있는 액정을 포함하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여, 종래의 액정표시장치등 박막트랜지스터기판에 대하여 설명하기로 한다.
제1도는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 평면도이고,
제2도는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 회로도이다.
제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 게이트 라인(4)과 데이터 라인(8) 사이에 반도체막(5)이 형성되어 있어 상기 게이트 라인(4)과 상기 데이터 라인(8)의 단락을 방지한다.
그러나 상기한 종래의 박막 트랜지스터 기판은 백 라이트의 빛이 인가될 경우 상기 반도체막(5)이 형성되어 있어 사진 유도 누설(Phot induced leak) 전류가 발생하여 오프 전류(IOFF)가 증가하여 화질 저하의 요인이 되는 문제점이 있다.
또한, 화소 전극(9)과 컬러 필터 기판의 공통 전극(VCOM) 사이에 액정용량(CLC)만 형성되어 있고, 보조 용량(CS)은 형성되어 있지 않기 때문에 소형 액정 표시 장치에서는 액정 용량(CLC)이 작아 플리커(Flicker)가 발생하는 단점이 있다.
제3도는 게이트 링과 화소 사이에 캐패시터가 형성되어 있는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 평면도이고,
제4도는 게이트 링과 화소 사이에 캐패시터가 형성되어 있는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 회로도이다.
제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이, 종래의 게이트 링과 화소사이에 캐패시터가 형성되어 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은
게이트 라인(4)을 사다리 모양으로 형성하여 화소(5) 둘레에 게이트 링을 만들어 주고 전단 또는 후단 게이트 라인을 만들어 준다.
상기 게이트 링과 화소(5) 그리고 그 사이의 절연층으로 보조 용량(CS)이 형성되고, 상기 전단 또는 후단 게이트 라인(4)과 화소(5) 그리고 그 사이의 절연층으로 보조 용량(CS)이 형성된다.
또한 상기 게이트 링은 블랙 매트릭스 역할을 하며, 상기 전단 및 후단 게이트 라인을 모두 형성하여 이중 게이트 라인을 만들어주면 게이트 라인의 단선에 따른 화질 저하를 방지할 수 있다.
그러나 상기한 게이트 링과 화소(5)사이에 캐패시터가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판은 다음과 같은 단점이 있다.
첫째, 보조 용량으로 사용하는 게이트 링과 화소 전극의 전위차로 화질불량이 발생한다.
둘째, 대면적 고정세 액정 표시 장치에서는 보조 용량이 필요없거나 작은 보조 용량만이 필요하다. 따라서 게이트 링의 선폭을 작게 해야 하는데 선폭이 작아지면 상기 게이트 링과 화소 사이에 형성되는 보조 용량이 블랙 매트릭스의 역할을 하지 못한다.
셋째, 게이트 라인 형성 금속이 알루미늄일 경우 알루미늄 힐룩등으로 인한 절연막의 특성이 저하되어 게이트 라인과 화소 사이에 코로전(Corrosion)이 발생한다.
그러므로 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보조 용량의 크기를 게이트 링의 폭에 의해서만 결정되지 않도록 하고, 보조 용량이 블랙 매트릭스 역할을 하도록 하기 위하여, 게이트 산화막의 상부에 금속막을 형성하여, 게이트 라인과 상기 금속막 그리고 그 사이의 절연막으로 이루어진 제1저장 캐패시터와, 상기 금속막과 화소 그리고 그 사이의 절연막으로 이루어진 제2저장 캐패시터를 만들어준 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정셀의 박막 트랜지스터 기판의 구성은,
투명한 절연 물질로 이루어진 기판,
상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극 및 게이트 라인 그리고 게이트링을 포함하는 게이트 배선,
상기 게이트 배선 위에 형성되어 있는 양극 산화막,
상기 양극 산화막 위에 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극에 대응하는 위치를 제외한 나머지 게이트 배선 위에 형성되어 있는 금속막,
상기 게이트 배선을 포함하여 전면적으로 덮고 있는 절연막,
상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 채널층인 반도체막,
상기 반도체막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 소스전극 및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극에 연결되어 있으며 상기 게이트라인에 수직으로 교차되게 형성되어 있는 데이터 라인을 포함한 데이터 배선,
상기 게이트 링의 둘레의 안쪽으로 대응하는 위치에 형성되어 있고 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정셀의 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법의 구성은,
투명한 절연 물질로 이루어진 기판 위에 도전 물질로 게이트 전극 및 게이트 라인 그리고 게이트 링을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 제1공정,
상기 게이트 배선을 양극 산화하는 제2공정,
상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치를 제외한 나머지 게이트 배선 위에 금속막을 형성하는 제3공정,
상기 게이트 배선 위를 덮도록 전면적으로 절연막을 형성하는 제4공정,
상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 채널층인 반도체막을 형성하는 제5공정,
상기 반도체막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 이와 동시에 상기 드레인 전극에 연결되게 상기 게이트 라인에 수직으로 교차되게 데이터 라인을 형성하는 데이터 배선 공정인 제6공정,
상기 소스 및 드레인 전극의 상부에 절연 물질로 보호막을 형성하는 제7공정, 상기 게이트 링의 둘레의 안쪽으로 대응하는 위치에 상기 드레인 전극과 연결되게 화소 전극을 형성하는 제8공정을 포함하고 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 회로도이고,
제6도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 평면도이고,
제7도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 단면도이고,
제8도의 (a)-(h)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
제5도 내지 제8도의 (a)-(h)에 도시한 바와 같이, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 다음과 같다.
먼저, 제8도의 (a)에 도시한 바와같이, 투명한 절연 물질로 이루어진 기판(10)위에 도전 물질인 Al 또는 Ta 또는 Cr로 게이트 전극(12) 및 게이트 라인(14) 그리고 게이트 링(16)을 포함하는 게이트 배선(12, 14, 16)을 형성한다.
이때 상기 게이트 배선(12, 14, 16)은 게이트 전극(12), 게이트 라인(14) 그리고 게이트 링(16)이 서로 연결되어 있으며, 게이트 링(16)의 모양이 제5도에 도시한 바와 같이 사다리 모양으로 형성한다.
다음, 제8도의 (b)에 도시한 바와같이, 상기 게이트 배선(12, 14, 16)을 Al 또는 Ta로 형성한 경우에 게이트 배선(12, 14, 16) 위를 양극 산화 시켜 양극 산화막(17)을 형성한다.
다음, 제8도의 (c)에 도시한 바와같이, 상기 게이트 전극(12)에 대응하는 위치를 제외한 나머지 게이트 배선(12, 14, 16)위에 금속막(19)을 형성한다.
따라서, 제5도에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 링(14)과 상기 금속막(19) 그리고 그 사이의 절연막(18)으로 이루어진 제1저장 캐패시터(CS1)이 형성된다.
다음, 제8도의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 금속막(19) 위에 절연막(18)인 SiNx를 형성한다.
다음, 제8도의 (e)에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(18) 위에 상기 게이트 전극(12)에 대응하는 위치를 포함하도록 아몰퍼스 실리콘으로 반도체막(20)을 형성하고 상기 반도체막(20) 위에 외인성 반도체막(21)인 n+아몰퍼스 실리콘을 형성한다.
이때 상기 외인성 반도체막(21)은 상기 게이트 전극(14)의 대응하는 위치의 반도체막(21)의 일부가 드러나도록 패터닝한다.
다음, 제8도의 (f)에 도시한 바와 같이, 상기 반도체막(21) 위에 상기 게이트 전극(12)에 대응하는 위치에 소스 전극(22) 및 드레인 전극(24)을 형성하고, 이와 동시에 상기 드레인 전극(24)에 연결되게 상기 게이트 라인(14)에 수직으로 교차되게 데이터 라인(26)을 형성하여 데이터 배선(22, 24, 26)을 형성한다.
다음, 제8도의 (g)에 도시한 바와 같이, 상기 소스(22) 및 드레인 전극(24)의 상부를 덮도록 절연 물질로 보호막(29)을 형성한다.
다음, 제8도의 (h)에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 링(16)의 둘레의 안쪽으로 대응하는 위치에 ITO로 화소 전극(30)을 형성한다.
따라서, 제5도에 도시한 바와 같이, 상기 금속막(19)과 상기 화소 전극(30) 그리고 그 사이의 상기 절연막(18) 및 상기 보호막(29)으로 이루어진 제2저장 캐패시터(CS2)가 형성된다.
이와 같이, 상기 제1저장 캐패시터(CS11)와 제2저장 캐패시터(CS2)에 의해 보조 용량(CS)이 정해진다.
그러므로 본 발명은 보조 용량의크기를 게이트 링의 폭에 의해서만 결정되지 않도록 하고, 보조 용량이 블랙 매트릭스 역할을 하도록 할 수 있으며, 게이트 라인과 화소사이에 부식(Corrosino)발생을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 투명한 절연 물질로 이루어진 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극 및 게이트 라인 그리고 게이트 링을 포함하는 게이트 배선, 상기 게이트 배선 위에 형성되어 있는 양극 산화막, 상기 양극 산화막 위에 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극에 대응하는 위치를 제외한 나머지 게이트 배선 위에 형성되어 있는 금속막, 상기 게이트 배선을 포함하여 전면적으로 덮고 있는 절연막, 상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 채널층인 반도체막, 상기 반도체막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 소스전극 및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극에 연결되어 있으며 상기 게이트 라인에 수직으로 교차되게 형성되어 있는 데이터 라인을 포함한 데이터 배선, 상기 게이트 링의 둘레의 안쪽으로 대응하는 위치에 형성되어 있고 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  2. 제1항에서, 상기 게이트 배선은 Al 또는 Ta로 형성한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  3. 제1항에서, 상기 반도체막과 상기 소스/드레인 전극 사이에 외인성 반도체막이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  4. 제1항 또는 제3항에서, 상기 반도체막은 아몰퍼스 실리콘으로 형성되어 있으며, 상기 외인성 반도체막은 n+아몰퍼스 실리콘으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
  5. 투명한 절연 물질로 이루어진 기판 위에 도전 물질로 게이트 전극 및 게이트 라인 그리고 게이트 링을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 제1공정, 상기 게이트 배선을 양극 산화하는 제2공정, 상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치를 제외한 나머지 게이트 배선 위에 금속막을 형성하는 제3공정, 상기 게이트 배선 위를 덮도록 전면적으로 절연막을 형성하는 제4공정, 상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 채널층인 반도체막을 형성하는 제5공정, 상기 반도체막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 이와 동시에 상기 드레인 전극에 연결되게 상기 게이트 라인에 수직으로 교차되게 데이터 라인을 형성하는 데이터 배선 공정인 제6공정, 상기 소스 및 드레인 전극의 상부에 절연 물질로 보호막을 형성하는 제7공정, 상기 게이트 링의 둘레의 안쪽으로 대응하는 위치에 상기 드레인 전극과 연결되게 화소 전극을 형성하는 제8공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에서, 상기 제3공정과 상기 제4공정 사이에 상기 반도체막 위에 외인성 반도체막을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에서, 상기 반도체막은 아몰퍼스 실리콘으로 형성하고, 상기 외인성 반도체막은 n+아몰퍼스 실리콘으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7907227B2 (en) 2006-02-17 2011-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display

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