KR0171980B1 - 액정 표시 소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 표시 소자를 제조하기 위한 공정 스텝을 감소시킬 수 있는 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법은 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 소자 전면에 게이트 절연막, 비정질 실리콘층, 도핑된 반도체층을 순차적으로 증착하는 단계; 상기 비정질 실리콘층과 도핑된 반도체층을 소정의 형태로 패턴화하는 단계; 상기 전체 구조 상부에 ITO층과 금속층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 ITO층과 금속층을 소오스 전극과 드레인 전극 및 화소 전극의 형태로 식각하는 단계; 전체 구조 상부에 보호막을 형성하는 단계; 상기 보호막과 금속층의 소정 부분을 화소 전극 영역의 ITO 전극을 노출되도록 식각하는 단계를 포함함다. 이에 따르면 기존의 일곱개의 마스크 패턴에 의해 형성하는 액정표시 장치의 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 네개의 마스트 패턴만을 이용하여 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하므로써, 공정이 간소화되고, 이로 인하여 제조 공기 단축 및 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.
Description
제1도 (a) 내지 (g)는 종래의 액정 표시 소자의 제조 방법을 공정 순서적으로 보인 단면도.
제2도는 (a) 내지 (h)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정 표시 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 절연기판 2 : 게이트 전극
3 : 용량 캐패시터 전극 4 : 게이트 절연막
4A : 실리콘 산화막 4B : 실리콘 질화막
5 : 반도체층 5A : 비정질 실리콘층
6 : 에칭 스톱퍼 7 : 도핑된 반도체층
8 : 몰리브덴층 9 : ITP층
9A : ITO 전극 10 : 소오스 전극
11 : 드레인 전극 12 : 보호막
21,22,23,24 : 마스크 패턴
본 발명은 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 표시 소자를 제조하기 위한 공정 스텝을 감소시킬 수 있는 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 유리 기판상에 게이트 전극, 게이트 전극과 상층의 전극 부분과 전기적 절연을 위한 게이트 절연막, 게이트 절연막 상부에 박막 트랜지스터의 채널 영역인 비정질 반도체층과 그 상부에 소오스, 드레인 전극을 구성하기 위한 도핑된 반도체층 및 소오스, 드레인 전극으로 구성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 영역에 부착되고 액정 표시 장치의 액정을 구동시키는 화소 전극을 구비한다.
이러한 요소를 구성한 액정 표시 소자 중 종래의 액정 표시 소자의 하부 기판의 제조 방법을 설명하기 위하여, 제1도 (a)에 도시된 바와 같이, 투명성 절연 기판(1) 상부에 게이트 전극 및 용량 전극 형성용 마스크 패턴(도시되지 않음)을 이용하여 게이트 전극(2)과 화소 전극의 인가되는 전압을 일정 시간 동안 유지시키는 역할을 하는 용량 캐패시터의 전극(3)이 형성된다. 그후, 제1도 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 구조물 상부에 게이트 절연막(4)으로, 실리콘 산화막(4A), 실리콘 질화막(4B)이 순차적으로 적층되고, 그 상부에 박막 트랜지스터의 채널 영역인 비정질 실리콘층(5A)을 소정 두께로 형성되고, 그 상부에는 이후 소오스 드레인 전극을 한정하기 위한 식각 공정시 비정질 실리콘층(5A)의 유실을 방지하기 위하여 PECVD방식에 의한 에칭 스톱퍼용 실리콘 질화막이 소정 두께로 증착되고, 이를 준비된 에칭 스톱퍼용 마스크 패턴에 의해 식각하므로써 에칭 스톱퍼(6)가 형성된다. 그후, 제1도 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 에칭 스톱퍼 및 비정질 반도체(5A) 상부에 소오스, 드레인을 형성하기 위한 불순물이 도핑된 반도체층(7)과 이를 보호하기 위한 몰리브덴층(8)이 차례로 적층되고, 준비된 박막 트랜지스터 영역을 한정하기 위한 마스크 패턴(도시되지 않음)에 의하여 상기 몰리브덴층과 도핑된 반도체층(7), 비정질 실리콘층(5A), 실리콘 질화막이 각각의 식각 방식에 따라 식각되어, 박막 트랜지스터의 활성 영역이 형성된다. 그런다음, 제1도 (d)에서와 같이, 상기 소자 전면에 화소 전극을 형성하기 위한 ITO(induim tin oxide)층이 형성되고, 화소 전극 형성용 마스크 패턴(도시되지 않음)에 의해 상기 ITO층의 소정 부분이 식각되어 ITO 전극(9)이 형성된다. 그후, 제1도 (e)에 도시된 바와 같이, 도핑된 반도체층(7)을 보호하기 위한 몰리보덴층(8)이 몰리브덴을 제거하는 통상의 방법에 의해 제거되고, 상기 데이타 전극 배선의 패드 콘택을 형성하기 위하여 콘택용 마스크 패턴(도시되지 않음)에 의해 소정 영역에 콘택홀(도시되지 않음)이 형성된다. (이에 대하여 내용 보충 부탁드립니다) 그리고 나서, 제1도 (f)에 도시된 바와 같이, 전체 구조 상부에 소오스, 드레인 전극을 형성하기 위한 금속층이 형성되고, 소오스 드레인 전극 형성용 마스크 패턴(도시되지 않음)의 형태로 상기 금속막이 식각되어, 박막 트랜지스터의 소오스 전극(10)과 드레인 전극(11)이 형성되고, 이때 드레인 전극(11)은 상기 ITO 전극(9)과 콘택을 이룬다. 그리고 나서, 제1도 (g)에서와 같이, 소자 보호용 실리콘 질화막이 소자 전면에 보호막(11)으로 형성되고, 상기 ITO 전극(9)을 보호막(11)으로 부터 노출시키기 위한 마스크 패턴(도시되지 않음)의 형태로 상기 보호막(11)의 소정 부분이 식각되어, 화소전국 영역 즉 ITO 전극 영역을 제외한 부분만 보호막(11)이 형성된다.
그러나, 상기한 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 ITO 전극을 형성하는 종래의 방법은, 상기 박막 트랜지스터 및 ITO 전극을 형성하기 위하여는 일곱번 이상의 사진 식각 공정을 진행하여 패턴을 형성해야 하는 공정상 번거러움과 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 상존하며, 제조 공정의 복잡함에 따라 제조 공정 시간이 길어지게 되어 생산성이 결여되는 문제점이 발생하였다.
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 액정 표시 소자를 제조하기 위한 마스크 패턴의 수를 감소하여, 공정을 간소화하고, 이에 따라 제조 공정 시간을 단축시켜 액정 표시 소자의 제조수율을 증대시킬 수 있는 액정 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절연 기판상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 소자 전면에 게이트 절연막, 비정질 실리콘층, 도핑된 반도체층을 순차적으로 증착하는 단계; 상기 비정질 실리콘층과 도핑된 반도체층을 소정의 형태로 패턴화하는 단계; 상기 전체 구조 상부에 ITO 전극 물질과 금속층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 ITO 전극과 금속층을 소오스, 드레인 전극의 형태로 식각하는 단계; 전체 구조 상부에 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 보호막을 ITO 전극 부분이 노출되도록 일부분을 제거하는 단계를 포함한다.
이와같이 하면, 액정 표시 장치의 제조 공정시 마스크 패턴의 수를 감소하여, 공정을 간소화하고, 이에따라 제조 공정 시간을 단축시켜 액정 표시 소자의 제조 수율을 증대시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
첨부한 도면 제2도 (a) 내지 (h)는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 먼저, 제2도 (a)에 도시된 바와 같이, 컷팅(cutting), 어닐링(annealing), 폴리싱(polishing) 처리한 투명한 절연 기판(1) 상부에 금속재 중 예를들어, 비저항이 낮은 알루미늄 금속층이 스퍼터링 방식에 의해 증착되고, 제2도 (b)에 도시된 제1마스크 패턴(21)에 의해, 상기 알루미늄 금속층이 식각되어 게이트 전극(2)과 용량 캐패시터의 전극면(도시되지 않음)이 절연 기판상에 형성된다. 그런다음, 제2도 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 절연 기판(1) 및 게이트 전극(2) 상부에 게이트 절연막(4), 예를들어 실리콘 질화막이 약 2500 내지 3500Å 정도의 두께범위로 형성된다. 이때, 상기 게이트 절연막이 실리콘 산화막 또는 실리콘 산화막과 실리콘 질화막의 이중막으로 형성되어도 무방하다. 연속적으로 400 내지 600Å의 두께 정도로 비정질 실리콘층(5)과, 이를 보호하는 에칭 스톱퍼층(6) 및 도핑된 반도체층(7)이 각각 형성되고, 제2도 (d)에 도시된 제2 마스크 패턴(22)에 의하여 상기 비정질 실리콘층과 도핑된 반도체층의 소정 부분이 제거되어 박막 트랜지스터 영역을 한정하게 된다.
그후, 제2도 (e)에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 상부에 ITO층이 800 내지 1200Å 정도로 스퍼터링 방법에 의해 형성되고, 패터닝할때 TFT 소자 부분까지 확대하며, 연속적으로 소오스, 드레인 전극을 형성하기 위한 알루미늄 금속막이 ITO층 상부에 약 2500 내지 3500Å의 두께범위로 형성된 후, 제2도 (f)에 도시된 제3 마스크 패턴(23)에 의하여 상기 알루미늄 금속막과 도핑된 반도체층이 식각되어 소오스(10) 전극과 드레인 전극 및 금속층과 그의 하부의 ITO 층으로 이루어진 화소 전극 영역을 한정하게 된다. 그리고 난 다음, 제2도 (g)에서와 같이, 상기 구조물 상부에 보호막(12)을 형성하기 위하여, 실리콘 질화막 또는 그 밖의 절연막이 약 1800 내지 2200Å정도의 두께 범위로 증착되고, 제2도 (h)에 도시된 화소 전극 영역의 ITO 전극을 노출시키기 위한 제4 마스크 패턴(24)에 의해 상기 보호막(12)와 화소 전극 영역의 금속층이 제거되어, 박막 트랜지스터 드레인 영역이 형성되고, 상기 박막 트랜지스터 상부에는 보호막(12)이 형성되며, 화소 전극 영역에는 ITO층으로 이루어진 ITO 전극(9)이 형성된다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 기존의 일곱개의 마스크 패턴에 의해 형성하는 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 화소전극을 네개의 마스크 패턴만을 이용하여 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하므로써, 공정이 간소화되고, 이로 인하여 제조 공기 단축 및 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다.
Claims (4)
- 절연 기판상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 소자 전면에 게이트 절연막, 비정질 실리콘층, 도핑된 반도체층을 순차적으로 증착하는 단계; 상기 비정질 실리콘층과 도핑된 반도체층을 소정의 형태로 패턴화하는 단계; 상기 전체 구조 상부에 ITO층과 금속층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 ITO 층과 금속층을 소오스 전극과 드레인 전극 및 화소 전극의 형태로 식각하는 단계; 전체 구조 상부에 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 보호막과 금속층의 소정 부분을 화소 전극 영역의 ITO 전극을 노출되도록 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상시 소오스, 드레인 전극은 ITO 전극과 금속층의 이중층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄 금속층인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 게이트 전극은 알루미늄으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
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