KR100206554B1 - 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마스킹 공정 횟수를 줄여 수율을 높이고 제조 비용을 절감하며 화질을 개선시킨 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다. 지판 위에 도 전막인 알루미늄을 적층한 후 제1 마스크를 사용하여 게이트 전극과 게이트 선을 형성하는 단계, 전면에 게이트 절연막을 적층하고, 이어서 반도체막인 비정질 실리콘막을 적층하고, 이어서 절연막을 적층한 다음, 절연막을 제2 마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극의 상부에 대응하는 위치에 에치스토퍼를 형성하는 단계, 제3 마스크를 사용하여 반도체막을 패터닝하는 단계, 크롬막을 적층한 후 실리 사이드막이 형성되게 한 후 크롬막을 전면 식각하는 단계, 투명 도전막과 크롬막을 연속하여 적층한 후 제4마스크를 사용하여 패터닝하여 이중막으로된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 보호막을 적층한 후 제5 마스크를 사용하여 상기 크롬막과 함께 패터닝하여 채널부의 화소 전극과, 상기 드레인 전극의 연장선인 게이트 패드부의 게이트 패드막의 일부가 드러나도록 하는 단계를 포함한다.
Description
제1도는 종래의 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 나타낸 단면도.
제2a-g도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 트랜지스터 기판의 채널부를 제조 공정 따라 나타낸 단면도.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 기판의 데이터 패드부를 나타낸 단면도.
제4도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 기판의 채널부를 나타낸 평면도.
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 기판의 데이터 패드부를 나타낸 평면도이다.
본 발명은 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면, 마스킹 공정 횟수를 줄여 수율을 높이고 제조 비용을 절감하며 화질을 개선시킨 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시 장치는, 박막 트랜지스터와 화소 전극으로 이루어진 화소 단위가 행렬의 형태로 다수 개가 형성되어 있으며, 게이트선 및 데이터선이 각각 화소 단위의 행과 열을 따라 형성되어 있는 액정 표시 장치의 상부 기판인 박막 트랜지스터 기판, 그리고 공통 전극이 형성되어 있는 액정 표시 장치의 하부 기관인 필터 기판, 그리고 그 사이에 봉입되어 있는 액정 물질을 포함하고 있다.
박막 트랜지스터 기판의 게이트 전극은 게이트 구동 드라이브로부터 게이트 패드부를 통해 게이트 구동 신호를 전달받아 반도체층에 채널을 형성시키며, 이에 따라 데이터 구동 드라이브로부터의 데이터 신호가 데이터 패드브를 통해 소스 전극에 전달되어, 반도체층과 드레인 전극을 통하여 화소 전극에 전달된다.
이와 같은 액정 표시 장치는 종래에 다음과 같은 방법으로 제조 되었다.
제1도는 종래의 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 채널부를 나타낸 단면도이다.
기판(10)위에 도전막을 적층한 후 제1 마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극(12)을 형성한다. 이때, 외부로부터의 주사신호를 전달하기 위한 게이트 패드 전극(도시하지 않음)이 게이트 전극(12)의 끝에 형성된다. 다음 제2마스크를 이용하여 게이트 전극(12)의 전면을 산화하여 게이트 산화막(16)을 형성한다. 전면에 절연막(18) 및 비정질 실리콘막(20)을 적층한 후 제3 마스크를 사용하여 패터닝 하여 반도체 패턴을 형성한다. 다음, 제4마스크를 사용하여 게이트 패드 전극 상부의 절연막(18)을 제거하여 접촉구를 형성한다.
도전막을 적층한 후 제5 마스크를 사용하여 패터닝하여 소스/드레인 전극(22), 그리고 제1 게이트 패드 전극과 접촉구를 통해 접촉하는 제2 게이트 패드 전극(도시하지 않음)을 형성한다.
보호막(26)을 적층한 후 제6마스크를 사용하여 패터닝하여 제2 게이트 패드 전극을 드러내는 접촉구를 형성하고, 투명전극을 적층한 후 제7 마스크를 사용하여 패터닝하여 화소 전극(28), 그리고 제2 게이트 패드 전극과 접촉구를 통해 접촉하는 제3게이트 패드 전극(도시하지 않음)을 형성한다.
그러나, 이와 같은 방법은 7매 마스크를 사용하기 때문에 마스킹 공정에 따른 비용의 증가와 수율 감소가 발생하는 단점이 있다. 이런 단점을 해결하기 위해 마스킹 공정을 줄인 게이트 산화막 공정을 생략하고, 컨택 및 보호막을 동시에 식각하는 방법이 제안되었다. 그러나 이와 같은 방법은 콘택 및 보호막을 동시에 식각하므로 게이트 알루미늄과 화소 전극 1TO의 컨택이 불가피하게 따르는 Al, ITO간의 확산(diffusion)에 의하여 계면에 산화막이 형성됨에 따르는 접촉 불량이 발생하는 문제가 있다.
따라서 게이트를 크롬과 알루미늄으로 이루어진 이중층으로 형성하고, 후속 공정에서 알루미늄 전면 식각을 통해 최종적으로 크롬과 ITO를 연결하는 방법이 제시되었다.
그러나 이 경우, 게이트선의 두께 증가에 따른 단차 피복(Step coverage) 이 커지고, 알루미늄 전면 식각시 알루미늄과 크롬의 선택비에 의한 크롬 침식 및 크롬 표면 산화가 발생하는 단점이 있다. 그러므로 본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 마스크 공정 수를 줄여 수율을 높일 수 있고 제조 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판 위에 알루미늄막을 적층하는 단계, 상기 알루미늄막을 제1 마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극과 게이트선을 형성하는 단계, 전면에 게이트 절연막, 반도체막 및 에치스토퍼용 절연막을 적층하는 단계, 상기 에치스토퍼용 절연막을 제2 마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극의 상부에 대응하는 위치에 에치스토퍼를 형성하는 단계, 상기 에치스토퍼 및 상기 반도체막 위에 외인성 반도체막을 적층하는 단계, 제3마스크를 사용하여 상기 외인성 반도체막 및 상기 반도체막을 패터닝하는 단계, 제1 크롬막을 적층하여 상기 외인성 반도체막 표면에 실리사이드막을 형성하는 단계, 상기 제1 크롬막을 적층하여 상기 외인성 반도체막 표면에 실리사이드막을 형성하는 단계, 상기 제1 크롬막을 전면 식각하여 제거하는 단계, 투명 도전막과 제2 크롬막을 연속하여 적층하는 단계, 제4 마스크를 사용하여 상기 투명 도전막 및 상기 제2 크롬막을 패터닝하여 이중막 구조의 소스 전극 및 드레인 전극 및 데이터선 및 화소 전극 패턴을 형성한는 단계, 보호막을 적층한 후 제5마스크를 사용하여 상기 화소 전극 패턴 상부의 상기 제2 크롬막을 제거하는 단계를 포함한다.
첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
제2도의 (a)-(g)는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 채널부를 제조 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이고, 제3도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 데이터 패드부를 나타낸 단면도이고, 제4도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 채널부를 나타낸 평면도이고, 제5도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판의 데이터 패드부를 나타낸 평면도이다.
먼저, 제2도의 (a) 및 도4에 도시한 바와 같이, 기판(100)위에 도전막인 알루미늄 Cr, Ta 등을 적층한 후 제1 마스크를 사용하여 게이트 전극(102)과 게이트선(101) 및 게이트 패드 (도시하지 않음)를 형성한다. 이때, 양극 산화 할 수 있다.
다음, 제2도의 (b) 및 제4도에 도시한 바와 같이, 전면에 게이트 절연막(106)을 적층하고 , 이어서 반도체막인 비정질 실리콘막(108)을 적층하고, 이어서 절연막을 적층한 다음, 절연막을 제2 마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극(102)의 상부에 대응하는 위치에 에치스토퍼(112)를 형성한다.
다음, n+비정질 실리콘막과 같은 외인성 반도체막을 적층하여 오믹 컨택을 좋게 하기 위한 컨택층(114)을 형성한다.
다음 제2도의 (c) 및 제4도에 도시한 바와 같이, 제3 마스크를 사용하여 컨택층(114)과 비정질 실리콘막(108)막을 동시에 패터닝한다. 다음, 크롬막(도시하지 않음)을 120℃이상의 온도에서 적층한 후 크롬막을 전면 식각하여 제거하면, 제2도(d)에 도시한 바와 같이, 에치스토퍼(112) 상부를 제외한 컨택층(114)표면에 실리사이드막(116)이 형성된다.
이 실리사이드막(116)에 의해, 이후 공정에서 형성되는 투명 도전막이 컨택충(114)과 직접 접촉되지 않으므로, 접촉 저항을 줄일 수 있다.
제2도의 (e) 및 제3내지 제5도에 도시한 바와 같이, 투명 도전막(117)과 크롬막(118)을 연속하여 적층한 후 제4 마스크를 사용하여 패터닝하여 소스 전극(119) 및 드레인 전극(120) 및 데이터선(도시하지 않음) 및 화소 전극 패턴(117)을 형성하고, 패드부 쪽에는 금속 데이터 패드 패턴(118-1) 및 투명 데이터 패드 패턴(117-1)을 형성한다. 이때, 소스/드레인 전극(119,120)을 마스크로 하여 상기 에치 스토퍼(112)의 상부의 컨택층(114)은 제거한다.
다음, 제2도의 (f) 및 제3 및 제5도에 도시한 바와 같이, 보호막(122)을 적층한 후 제5마스크를 사용하여 패터닝하여 화소 전극 패턴(117) 부분의 크롬막(118) 및 금속 데이터 패드 패턴(118-1)이 드러나도록 한다. 이 단계에서, 게이트 패드부에서는 보호막(122)과 게이트 절연막(108)이 동시에 제거되어 게이트 패드가 외부로 드러난다.
계속하여, 제2도의 (g) 및 제3도, 제5도에 도시한 바와 같이, 드러난 크롬막(118,118-1)을 식각하여 화소 부분의 투명 화소 전극(117)과 데이터 패드부의 이 투명 데이터 패드 패턴(117-1)이 드러나도록 한다.
이와 같은 방법에 의해 5매의 마스크를 사용하여 에치 스토퍼형 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조할 수 있다. 그러므로 본 발명은 5매 마스크를 사용하기 때문에 수율을 높일 수 있고 제조 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 기판 위에 제1 금속막을 적층하는 단계, 상기 제1 금속막을 제1마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극과 게이트선을 형성하는 단계, 전면에 게이트 절연막, 반도체막 및 에치스토퍼용 절연막을 적층하는 단계, 상기 에치스토퍼용 절연막을 제2 마스크를 사용하여 패터닝하여 게이트 전극의 상부에 대응하는 위치에 에치스토퍼를 형성하는 단계, 상기 에치스토퍼 및 상기 반도체막 위에 외인성 반도체막을 적층하는 단계, 제3 마스크를 사용하여 상기 외인성 반도체막 및 상기 반도체막을 패터닝하는 단계, 제2 금속막을 적층하여 상기 외인성 반도체막 표면에 실리사이드막을 형성하는 단계, 상기 제2 금속막을 전면 식각하여 제거하는 단계, 투명 도전막과 제3 금속막을 연속하여 적층하는 단계, 제4마스크를 사용하여 상기 투명 도전막 및 상기 제3 금속막을 패터닝하여 이중막 구조의 소스 전극 및 드레인 전극 및 데이터선 및 화소 전극 패턴을 형성하는 단계, 보호막을 적층한 후 제5 마스크를 사용하여 상기 화소 전극 패턴 상부의 상기 제3 금속막을 제거하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서, 상기 외인성 반도체층은 n+비정질 실리콘막으로 형성하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제2항에서, 상기 소스/ 드레인 전극을 마스크로 하여 상기 에치스토퍼의 상부의 컨택층을 식각하는 단계를 더 포함하는 박막 트랜지스터 액정 표시장치의 제조 방법,
- 제1항에서, 상기 투명 도전막 및 상기 제3 금속막을 패터닝하는 단계에서 데이터 패드를 형성하고, 상기 화소 전극 패턴 상부의 상기 제3 금속막을 제거하는 단계에서 상기 데이터 패드 상부의 상기 제3 금속막을 제거하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 제조 방법.
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-
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