KR100235594B1

KR100235594B1 - 액정 표시 장치의 구조 및 그 액정 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR100235594B1
Application number: KR1019970004290A
Authority: KR
Inventors: 전명철
Original assignee: 구본준; 엘지.필립스 엘시디주식회사; 론 위라하디락사
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19980067921A

Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 액정 표시 장치의 액티브 패널을 제조하는데 있어서, 알루미늄을 포함하는 게이트 배선을 형성할 때 양극 산화를 하지 않는 방법에 관련된 것이다. 특히, 알루미늄과 같이 고유 저항이 낮은 금속으로 게이트 배선을 형성하고 크롬과 같이 표면 안정도가 높은 금속으로 알루미늄을 덮는 2중 게이트 구조에 관련된 것이다. 게이트 패드와 소스 패드를 저 저항 금속 층과 보호용 금속 층으로 이루어진 2중 구조로 형성하고, 각 패드들을 덮는 게이트 절연막을 완전히 제거하여 각 패드들을 오픈 시켰다. 그리고, 소스 배선에 사용하는 크롬으로 각 패드들을 덮는 중간 전극을 형성하였다. 그리고, 각 패드 중간 단자를 덮는 보호막에 콘택 홀을 형성하고, 콘택 홀을 통하여 패드 중간 전극과 연결되는 게이트 패드 연결 단자와 소스 패드 연결 단자를 형성하였다. 그럼으로써, 본 발명에서는 액티브 패널을 제조하는데 있어서, 마스크 공정 수를 줄임으로써 종래 방법보다 단순화된 제조 공정을 제공하였다.

Description

액정 표시 장치의 구조 및 그 액정 표시 장치의 제조 방법

본 발명은 박막 트랜지스터(혹은 Thin Film Transistor(TFT))와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 액티브 패널을 포함하는 능동 매트릭스 액정 표시 장치(또는 Active Matrix Liquid Crystal Display, 이하 액정표시 장치 혹은 AMLCD로 표기함)를 제조하는 방법에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 능동 매트릭스 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서 마스크 공정의 수를 줄여 제조 공정을 단순화하는 방법에 관련된 것이다.

화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치들 중에서, 박막형 평판 표시 장치가 가볍고, 어느 장소에든지 쉽게 사용할 수 있다는 장점 때문에 근래에 집중적인 개발의 대상이 되고 있다. 특히, 액정 표시 장치는 해상도가 높고, 동화상을 실현하기에 충분할 만큼 반응 속도가 빠르기 때문에, 가장 활발한 연구가 이루어지고 있는 제품이다.

액정 표시 장치의 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 방향성을 갖고 있는 액정 분자의 배향 방향을 분극성을 이용하여 인위적으로 조절함으로써, 배향 방향에 따른 광학적 이방성으로 빛의 투과, 차단이 가능하다. 이것을 응용하여 화면 표시 장치로 사용한다. 현재에는 박막 트랜지스터와 그것에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정 표시 장치가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 가장 많이 사용되고 있다. 일반적인 액정 표시 장치의 구조를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

액정 표시 장치의 한쪽 패널(혹은 칼라 필터 패널)은 투명 기판 위에 픽셀의 위치에 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 칼라 필터가 순차적으로 배치된 구조로 이루어져 있다. 이들 칼라 필터 사이에는 블랙 매트릭스가 그물 모양으로 형성되어 있다. 그리고, 이들 칼라 필터 위에 공통 전극이 형성되어 있다. 액정 표시 장치의 다른 쪽 패널(혹은 액티브 패널)은 투명 기판 위에 행렬 방식으로 설계된 화소의 위치에 화소 전극들이 배열된 구조로 이루어져 있다. 화소 전극의 수평 방향을 따라서 신호배선이 형성되어 있고, 수직 방향을 따라서 데이터 배선이 형성되어 있다. 화소 전극의 한쪽 구석에는 화소 전극을 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.

박막 트랜지스터의 게이트 전극은 신호 배선에 연결되어 있고(따라서, ＂게이트 배선＂이라고 부르기도 한다), 박막 트랜지스터의 소스 전극이 데이터 배선에 연결되어 있다(따라서, ＂데이터 배선＂ 혹은 ＂소스 배선＂이라고 부르기도 한다). 그리고, 각 배선의 끝단에는 외부의 구동 회로와 연결하기 위한 패드부가 형성된다.

이러한 구조를 갖는 두 개의 패널이 일정 간격(이 간격을 ＂셀 갭(cell gap)＂이라고 부른다)을 두고 서로 대향하여 부착되고, 그 사이에 액정 물질이 채워진다.

액정 표시 장치를 제조하는 공정은 매우 복잡하며, 여러 가지 공정들이 복합적으로 이루어져 있다. 특히, 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되는 액티브 패널을 제조하는데는 여러 제조 공정을 거쳐서 이루어진다. 액티브 패널에는 액정 표시 장치의 중요한 소자들이 많이 만들어지고, 복잡한 공정을 여러 번 거치므로, 이것을 단순화하는 방법을 개발하는 것이 상당히 중요하다. 우선, 일반적인 액티브 패널의 평면도를 나타내는 제1도, 제1도에서 Ⅱ-Ⅱ 절단선으로 자른 단면으로 제조 공정을 나타내는 제2도를 이용하여 종래의 액티브 패널 제조 방법에 대하여 설명한다.

투명 유리 기판(1)에 알루미늄 혹은 알루미늄 합금 등을 증착하고, 포토 리소그래피(Photo Lithography-사진 식각) 법으로 패턴하여 게이트 전극(11), 게이트 배선(13), 게이트 패드(15), 소스 패드(25) 그리고 단락 배선(혹은, Shorting Bar)(45) 등을 형성한다. 상기 게이트 전극(11)은 행렬 배열 방식으로 설계된 화소의 한쪽 구석에 형성된다. 상기 게이트 배선(13)은 행 방향으로 배열된 게이트 전극(11)들을 연결하고 있다. 상기 게이트 패드(15)는 상기 게이트 배선(13)의 끝 부분에 형성되고, 상기 단락 배선(45)은 게이트 패드(15)들과 소스 패드(25)들을 서로 연결하고 있다. 상기 소스 패드(25)는 나중에 형성되는 소스 배선(25)들의 끝 부분에 형성된다(제2a도).

상기 단락 배선(45)을 전극으로 이용하여 상기 알루미늄을 포함하는 금속으로 형성된 소자들을 양극 산화하여 표면에 양극 산화막(19)을 형성한다. 이것은 알루미늄의 표면에 힐락(Hillock)이 성장하는 것을 방지하기 위한 공정이다. 이 때 포토 레지스트를 패턴한 마스크로 양극 산화되면 안되는 부분을 가리고 양극 산화 공정을 수행한다. 따라서, 상기 게이트 패드(15)와 소스 패드(25)의 표면에 양극 산화막(19)이 형성되지 않도록 한다. 그 결과 박막 트랜지스터가 형성되는 부분은 제2b도에서처럼 기판(1) 위에 양극 산화막(19)을 포함하는 게이트 전극(11)이 형성된다. 표면에 양극 산화막(19)을 포함하는 게이트 배선(13)이 형성되어 있다. 상기 게이트 배선(13)에 연결되며 표면에 양극 산화막이 형성되지 않은 게이트 패드(15) 그리고, 상기 게이트 패드들을 연결하는 단락 배선(45)이 형성된다. 그리고, 게이트 패드(15)와 비슷한 형태로 표면에 양극 산화막(19)이 형성되지 않은 소스 패드(25)와 상기 소스 패드들을 연결하는 단락 배선(45)이 형성된다(제1도, 제2b도).

그리고, 상기 소자들이 형성된 기판(1) 전면에 산화 실리콘이나, 질화 실리콘을 증착하여 게이트 절연막(17)을 형성한다. 그리고, 그 위에 진성 반도체 물질과 불순물이 첨가된 반도체 물질을 연속으로 증착하고, 포토 리소그래피 법으로 패턴하여 반도체 층(31), 불순물 반도체 층(33)을 형성한다(제2c도).

그 후에 포토 리소그래피 법으로 게이트 절연막을 식각하여 게이트 패드(15)에는 제1게이트 콘택 홀(51)을, 소스 패드(25)에는 제1소스 콘택 홀(61)을 형성한다. 이 때 형성되는 콘택 홀(51, 61)들은 앞에서 양극 산화하지 않은 게이트 패드(15)부분과, 소스 패드(25) 부분이 드러나도록 형성한다(제2d도).

그리고, 크롬이나 크롬 합금과 같은 금속 등을 증착하고 패턴하여, 불순물 반도체 층(33) 위에는 소스 전극(21)과 드레인 전극(31)을 형성한다. 박막 트랜지스터가 형성되는 부분에서는 소스 전극(21)과 드레인 전극(31) 밑에 있는 불순물 반도체 층(27)이 연결되지 않도록 하기 위해서 소스(21)-드레인 전극(31)을 마스크로 하여 불순물 반도체 층을 식각하여 분리한다. 그리고 상기 소스 전극(21)들을 연결하는 소스 배선(23)을 형성한다. 그리고, 제1소스 콘택 홀(61)을 통해 소스 배선(23)과 소스 패드(25)를 연결시킨다. 이 때, 소스 패드(25)에는 알루미늄을 보호하기 위해 충분한 크기로 크롬 금속 층을 형성하여, 나중에 형성되는 소스 패드 연결 단자와 접속하기 위한 소스 패드 중간 전극(65)으로 사용하기도 한다. 마찬가지로 게이트 패드(15)에도 크롬 금속 층으로 알루미늄 층과 나중에 형성되는 게이트 패드 연결 단자와 제1게이트 콘택 홀(51)을 통해 접속되는 게이트 패드 중간 전극(55)을 형성한다(제2e도).

그리고, 산화 실리콘이나 질화 실리콘 등과 같은 절연 물질을 전면에 증착하여 보호막(41)을 형성한다. 포토 리소그래피 법으로 상기 보호막(41)을 식각하여 게이트 패드(15)에 제2게이트 콘택 홀(53), 소스 패드(25)에 제2소스 콘택 홀(63), 그리고 드레인 전극(31)에 드레인 콘택 홀(71)을 형성한다. 제2게이트 콘택 홀(53)은 상기 게이트 패드 중간 전극(55)을 노출시키고, 제2소스 콘택 홀(63)은 상기 소스패드 중간 전극(65)을 노출시키는 것이다. 드레인 콘택 홀(71)은 상기 드레인 전극(31)의 일부를 노출시킨다(제2f도).

상기 알루미늄을 포함하는 금속으로 형성한 게이트 배선(13), 게이트 전극(11), 게이트 패드(15), 소스 패드(25)들은 양극 산화를 위해 형성했던 단락 배선(45)에 의해 서로 연결되어 있는데, 이들이 모두 연결되어 있다면, 최종 제품에서는 정상적인 기능을 나타내지 못하므로, 필요 없이 연결된 부분들을 끊는다. 이 때, 포토 리소그래피 법으로 끊어주어야 할 부분(제1도의 A)들을 제거하든지 아니면, 단락 배선(45)을 모두 제거한다(도면에 나타나지 않음).

그리고, ITO(Indium-Tin-Oxide)를 전면 증착하고, 패턴하여 화소 전극(33), 게이트 패드 연결 단자(57), 그리고 소스 패드 연결 단자(67)들을 형성한다. 화소 전극(33)은 상기 드레인 콘택 홀(71)을 통하여 상기 드레인 전극(31)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 게이트 패드 연결 단자(57)는 상기 제2게이트 콘택홀(53)을 통하여 상기 게이트패드 중간전극(55)에 전기적으로 연결되고, 소스 패드 연결 단자(67)는 상기 제2 소스 콘택 홀(63)을 통하여 상기 소스 패드 중간 전극(65)에 전기적으로 연결된다(제2g도).

이상에서 액정 표시 장치의 액티브 패널을 제조하는 방법을 살펴보았듯이 제조공정은 각 박막들을 설계된 형상으로 형성하기 위해서 마스크를 사용하는 식각 법을 적어도 7번 내지 8번 사용하였다. 마스크 공정이 많아질수록 제조물의 정밀도는 떨어질 것이고, 따라서 AMLCD의 화질이 저하될 것이다. 또한, 하나의 마스크 공정에 소요되는 작업 조건에 따라 다르기는 하겠지만, 다른 공정에 비해 상당히 오래 걸린다. 따라서, 마스크 공정을 하나만 감소시킬 수 있다면, 제조 비용은 그 만큼 절감되고, 제조 수율은 그 만큼 증가한다.

따라서, 본 발명의 목적은 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 단순화하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 액정 표시 장치의 액티브 패널을 제작하는데 있어서 사용되는 마스크 공정 수를 줄임으로써 전체 제조 공정을 단순화하는데 있다.

제1도는 종래 액티브 기판의 부분을 나타내는 평면 확대도이다.

제2도는 종래 액티브 기판의 제조 과정을 나타내는 단면 확대도이다.

제3도는 본 발명에 의한 액티브 기판의 한 부분을 나타내는 평면 확대도이다.

제4도는 본 발명의 첫 번째 예에 의한 액티브 기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

제5도는 본 발명의 두 번째 예에 의한 액티브 기판의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 101 : 기판 11, 111 : 게이트 전극

111a : 저 저항 게이트 전극 45 : 단락 배선(Shorting Bar)

13, 113 : 게이트 배선 113a : 저 저항 게이트 배선

15, 115 : 게이트 패드 115a : 저 저항 게이트 패드

17, 117 : 게이트 절연막 19 : 양극 산화막

21, 121 : 소스 전극 23, 123 : 소스 배선

25, 125 : 소스 패드 125a : 저 저항 소스 패드

31, 131 : 반도체 층 33, 133 : 화소 전극

35, 135 : 반도체 층 37, 137 : 불순물 반도체 층

41, 141 : 보호막 51 : 제1게이트 콘택홀

53 : 제2게이트 콘택 홀 55, 155 : 게이트 패드 중간 전극

57, 157 : 게이트 패드 연결 단자

61 : 제1소스 콘택 홀 63 : 제2소스 콘택 홀

65, 165 : 소스 패드 중간 전극 67, 167 : 소스 패드 연결 단다

71, 171 : 드레인 콘택 홀

151 : 게이트 패드 콘택 홀 161 : 소스 패드 콘택 홀

본 발명은 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서, 우리는 다음과 같은 방법을 제공하여 마스크 공정 수를 줄임으로써 단순화된 방법으로 액정 표시 장치의 액티브 패널을 제조할 수 있도록 한다.

마스크 수를 줄이기 위해 본 발명에서는 첫째, 양극 산화하지 않는다. 그러므로, 나중에 양극 산화를 위한 단락 배선을 형성하지 않게 되고, 따라서 액정 패널 제조공정 중에 필요 없이 연결된 부분을 단선(Cut) 혹은 제거하는 공정이 필요하지 않게된다. 그리고, 본 발명에서는 알루미늄 금속을 양극 산화하여 힐락을 방지하는 대신에 알루미늄 금속을 덮는 제2금속을 이용하여 힐락을 방지한다. 즉, 게이트 배선구조를 표면 안정성은 떨어지더라도 저항이 낮은 금속 층과 저항이 다소 크지만 표면 안정성이 좋은 보호성 금속 층을 사용한 2중 금속 층으로 형성한다.

둘째, 게이트 패드와 소스 패드에 게이트 절연막을 형성하지 않는다. 그럼으로써, 게이트 패드와 소스 패드에 외부 연결 단자와 연결하기 위한 콘택 홀을 형성하는 단계에서, 보호막에만 콘택 홀을 형성하게 되어 마스크 공정을 하나 줄일 수 있다.

즉, 본 발명은 단선 공정이 생략되고, 패드 연결을 위한 콘택 홀을 형성하는 공정에서 마스크 공정 수가 하나 줄어든 단순 제조 공정을 제공하고 있다.

기판 위에 제1금속을 증착하고, 패턴하여 저 저항 게이트 배선을 형성한다. 제2 금속을 상기 게이트 배선이 형성된 기판 전면에 증착하고, 패턴하여 게이트 전극과 게이트 패드, 소스 패드 그리고, 상기 저 저항 배선을 덮는 게이트 배선을 형성한다. 절연 물질, 진성 반도체 물질 그리고, 불순물이 첨가된 반도체 물질을 상기 게이트 전극, 게이트 배선, 게이트 패드 그리고, 소스 패드가 형성된 기판 전면에 연속증착하고 패턴하여 게이트 절연막, 반도체 층 그리고, 불순물 반도체 층을 형성한다. 이 때, 게이트 패드와 소스 패드 부분은 게이트 절연막이 완전히 제거되어 노출된 상태가 되도록 한다. 제3 금속을 상기 반도체 층이 형성된 기판 전면에 증착하고, 패턴하여 소스 전극, 드레인 전극, 그리고, 소스 배선을 형성한다. 이 때, 노출된 게이트 패드와 소스 패드를 덮는 게이트 패드 중간 전극과 소스 패드 중간 전극을 형성한다. 상기 소스 전극 등이 형성된 기판 전면에 절연 물질을 증착하여 보호막을 형성한다. 패턴하여 상기 드레인 전극과, 소스 패드 중간 전극 그리고, 상기 게이트 패드 중간 전극을 덮고 있는 상기 보호막의 일부를 제거하여 콘택 홀을 형성한다. 상기 보호막 위에 도전성 물질을 전면 증착하고, 패턴하여 상기 콘택 홀에 의해 드레인 전극과 연결된 화소 전극과 게이트 패드 중간 전극에 연결된 게이트 패드 연결 단자 및 소스 패드 중간 전극에 연결된 소스 패드 연결 단자를 형성한다.

본 발명에서 제공하는 단순화된 공정으로 액티브 패널을 제조하기 위한 구체적인 공정 방법들을 다음 실시 예들을 이용하여 자세히 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예의 이해를 돕기 위해서 액정 표시 장치의 평면도를 나타내는 제3도과, 제3도의 절단선 Ⅳ-Ⅳ으로 절단한 공정 단면도인 제4도를 이용하여 설명한다.

투명 유리 기판(101)위에 알루미늄이나 알룸미늄 합금을 증착하고, 포토 리소그래피 법으로 패턴하여 저 저항 게이트 버스 배선(113a)을 형성한다(제3도, 제4a도).

그리고, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta) 혹은 주석(Sb)을 포함하는 금속을 상기 저 저항 게이트 버스 배선(113a)이 형성된 기판 전면에 증착하고, 패턴하여 게이트 전극(111)과, 게이트 패드(115) 그리고, 소스 패드(125)를 형성한다. 이 때 저 저항 게이트 배선(113a)에는 상기 알루미늄을 포함하는 금속 층을 덮도록 크롬을 패턴하여 알루미늄 표면에 힐락이 발생하지 않도록 보호하는 게이트 배선(113)을 형성한다(제4b도).

산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 절연 물질, 진성 반도체 물질 그리고, 불순물이 첨가된 반도체 물질을 연속으로 증착하고 패턴한다. 그 결과 게이트 배선(113)과 게이트 전극(111)을 덮는 게이트 절연막(117)과, 상기 게이트 절연막(117), 반도체 층(135)과 불순물 반도체 층(137)을 형성한다. 이 때, 게이트 절연막(117), 반도체 층(135) 그리고, 불순물 반도체 층(137)은 상기 게이트 배선(113)과 이 후에 형성되는 소스 배선(123)이 전기적으로 접촉되지 않도록 하는 것이므로, 게이트 배선(113) 위에 혹은 소스 배선(123) 아래에 형성되도록 한다(제3도, 제4c도).

그리고, 크롬 혹은 크롬 합금을 전면 증착하고, 포토 리소그래피 법으로 패턴하여 소스 전극(121), 드레인 전극(131), 소스 배선(123), 소스 패드 중간 전극(165) 그리고, 게이트 패드 중간 전극(155)을 형성한다. 상기 소스 전극(121)은 게이트 전극(111)을 중심으로 상기 드레인 전극(131)과 대향하고 있다. 상기 소스 전극(121)과 드레인 전극(131)을 마스크로 하여 계속 에칭을 진행하여 소스 전극(121)과 드레인전극(131) 사이에 존재하는 불순물 반도체 층(137)을 완전히 제거한다. 상기 소스 배선(123)은 열 방향으로 배열된 소스 전극(121)들을 서로 연결하고 있다. 상기 게이트 절연막(117)을 패턴할 때 노출된 게이트 패드(115)와 소스 패드(125) 위에 크롬으로 게이트 패드 중간 전극(155)과 소스 패드 중간 전극(165)을 형성한다(제4d도).

질화 실리콘이나 산화 실리콘과 같은 절연 물질을 상기 소스 전극(121), 소스 배선(123) 그리고, 드레인 전극(131)들이 형성된 기판 전면에 증착하여 보호막(141)을 형성한다. 그리고, 포토 리소그래피 법으로 상기 보호막(141) 일부를 제거하여 드레인 전극에는 콘택 홀(171)을 형성한다. 그리고, 소스 패드(125)와 게이트 패드(115)를 덮는 상기 보호막(141)의 일부를 제거하여 에는 소스 패드 콘택 홀(161)과 게이트 패드 콘택 홀(151)을 형성한다(제4e도).

그리고, ITO(Indium-Tin-Oxide)를 상기 보호막(141) 위에 전면 증착하고, 패턴하여 화소 전극(133), 소스 패드 연결 단자(167) 그리고, 게이트 패드 연결 단자(157)들을 형성한다. 상기 화소 전극(133)은 드레인 콘택 홀(171)을 통하여 드레인 전극(131)과 연결된다. 상기 소스 패드 연결 단자(167)는 소스 패드 콘택 홀(161)을 통하여 소스 패드(125)와 연결되며, 상기 게이트 패드 연결 단자(157)는 게이트 패드 콘택 홀(151)을 통하여 게이트 패드(115)와 연결된다(제4f도).

여기에서는 게이트 패드 부분은 크롬, 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석을 포함하는 게이트 패드(115)와, 그 위에 크롬으로 이루어진 게이트 패드 중간 전극(155) 그리고, 보호막(141)에 형성된 게이트 패드 콘택 홀(151)을 통하여 상기 게이트 패드 중간전극(155)과 연결된 ITO로 이루어진 게이트 패드 연결 단자(157)로 형성되어 있다.

그리고, 소스 패드 부분 역시 크롬, 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석을 포함하는 소스 패드(125)와, 그 위에 크롬으로 이루어진 소스 패드 중간 전극(165) 그리고, 보호막에 형성된 소스 패드 콘택 홀(161)을 통하여 상기 소스 패드 중간 전극(165)과 연결된 ITO로 이루어진 소스 패드 연결 단자(167)로 형성되어 있다.

[실시예 2]

이번 실시예는 게이트 패드와 소스 패드 부분에 또 다른 구조를 갖는 경우이다. 평면 확대도인 제3도과, 절단선 Ⅳ-Ⅳ로 절단한 단면도인 제5도를 이용하여 설명한다.

투명 기판(101) 위에 알루미늄을 포함하는 금속을 전면 증착한다. 포토 리소그래피 법을 사용하여 저 저항 게이트 전극(111a), 저 저항 게이트 배선(113a), 저 저항 게이트 패드(115a) 그리고, 저 저항 소스 패드(125a)를 형성된다. 저 저항 게이트 전극(111a)은 행렬 배열 방식으로 설계된 화소의 한쪽 구석에 형성된다. 그리고, 저 저항 게이트 배선(113a)은 열 방향으로 배열된 상기 저 저항 게이트 전극(111a)들을 연결하고 있다. 저 저항 게이트 패드(115a)는 상기 저 저항 게이트 배선(113a)의 끝단에 형성된다. 저 저항 소스 패드(125a)는 나중에 형성될 소스 배선(123)의 끝 부분에 형성된다(제3도, 제5a도).

상기 저 저항 게이트 전극(111a), 저 저항 게이트 배선(113a), 저 저항 게이트 패드(115a) 그리고, 저 저항 소스 패드(125a)가 형성된 기판 위에 크롬, 몰리브덴, 탄탈 혹은 주석 등을 전면 증착한다. 포토 리소그래피 법으로 패턴하여 상기 저 저항 게이틀 전극(111a)을 덮는 게이트 전극(111)을 형성한다. 그리고, 상기 저 저항 게이트 배선(113a)을 덮는 게이트 배선(113)과, 상기 저 저항 게이트 패드(115a)를 덮는 게이트 패드(115)를 형성한다. 그리고, 상기 저 저항 소스 패드(125a)를 덮는 소스 패드(125)를 형성한다(제5b도).

상기 게이트 전극(111), 게이트 배선(113), 게이트 패드(115) 그리고, 소스 패드(125)가 형성된 기판 위에 산화 실리콘 혹은 질화 실리콘과 같은 절연 물질을 전면 증착한다. 그리고, 차례로 진성 반도체 물질과 불순물이 포함된 반도체 물질을 연속증착한다. 포토 리소그래피 법으로 패턴하여 상기 절연 물질, 진성 반도체 물질 그리고, 불순물이 첨가된 반도체 물질을 식각하여 게이트 절연막(117), 반도체 층(135) 그리고, 불순물 반도체 층(137)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(117)은 상기 소스배선(123)이 게이트 배선(113)과 전기적으로 접촉하지 않도록 하기 위한 것이다. 그러므로 게이트 절연막(117)은 게이트 배선(113)과 게이트 전극(111)을 덮거나, 소스배선(123)의 밑에 형성된다. 또한, 상기 반도체 층(135)과 불순물 반도체 층(137)은 상기 게이트 절연막(117)과 같은 형태로 상기 게이트 절연막 위에 형성된다(제3도, 제5c도).

상기 반도체 층(135)과 불순물 반도체 층(137)이 형성된 기판 위에 크롬이나 크롬 합금과 같은 금속을 전면 증착한다. 패턴하여 소스 전극(121), 소스 배선(123), 드레인 전극(131), 소스 패드 중간 전극(165) 그리고, 게이트 패드 중간 전극(155)을 형성한다. 상기 소스 전극(121)은 게이트 전극(111)을 중심으로 상기 드레인 전극(131)과 대향하고 있다. 그리고, 상기 소스 전극(121)과 드레인 전극(131)을 마스크로 계속 식각하여 소스 전극(121)과 드레인 전극(131) 사이에 존재하는 불순물 반도체 층(137)을 완전히 분리한다. 상기 소스 배선(123)은 열 방향으로 배열된 소스 전극들을 서로 연결하고 있다. 상기 소스 패드 중간 전극은 게이트 절연막(117)을 식각할 때 노출된 소스 패드(125)를 덮고 있으며, 상기 게이트 패드 중간 전극(155)은 게이트 절연막(117)을 식각할 때 노출된 게이트 패드(115)를 덮고 있다(제5d도).

상기 소스 전극(121), 소스 배선(123), 드레인 전극(131), 소스 패드 중간 전극(165) 그리고, 게이트 패드 중간 전극(155)들이 형성된 기판 전면에 질화 실리콘이나 산화 실리콘과 같은 절연 물질을 증착하여 보호막(141)을 형성한다. 포토 리소그래피 법으로 패턴하여 드레인 콘택 홀(171), 게이트 패드 콘택 홀(151) 그리고, 소스패드 콘택 홀(161)을 형성한다. 상기 드레인 콘택홀(171)은 드레인 전극 위에 증착된 보호막(141)의 일부를 식각하여 형성한다. 상기 게이트 패드 콘택 홀(181)은 게이트 패드 중간 전극(113)을 덮고 있는 보호막(141)의 일부를 식각하여 형성한다. 그리고, 소스 패드 콘택 홀(161)은 소스 패드 중간 전극(165)을 덮고 있는 보호막(141)의 일부를 식각하여 형성한다(제5e도).

상기 보호막(141) 위에 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 전면 증착하고, 패턴하여 화소전극(133), 게이트 패드 연결 단자(157) 그리고, 소스 패드 연결 단자(167)들을 형성한다. 상기 화소 전극(133)은 드레인 콘택 홀(171)을 통하여 드레인 전극(131)과 전기적으로 연결되어있다. 상기 게이트 패드 연결 단자(157)는 게이트 패드 콘택 홀(151)을 통하여 게이트 패드 중간 전극(155)과 전기적으로 연결된다. 상기 소스 패드 연결 단자(167)는 소스 패드 콘택 홀(161)을 통하여 소스 패드 중간 전극(165)과 전기적으로 연결되어 있다(제5f도).

본 실시 예에서도 게이트 패드 부분과 소스 패드 부분이 같은 형태를 이루고 있다. 즉, 게이트 패드 부분은 알루미늄을 포함하는 저 저항 게이트 패드(115a)와, 상기 저 저항 게이트 패드(115a)를 덮는 크롬, 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석을 포함하는 게이트 패드(115)와, 상기 게이트 패드(115) 위에 형성되 크롬을 포함하는 게이트 패드 중간 전극(115)과, 보호막(141)에 형성된 게이트 패드 콘택 홀(151)을 통하여 상기 게이트 패드 중간 전극(155)에 연결된 ITO로 이루어진 게이트 패드 연결 단자(157)로 이루어진 구조로 되어 있다. 마찬가지로 소스 패드 부분은 알루미늄을 포함하는 저 저항 소스 패드(125a)와, 상기 저 저항 소스 패드(125a)를 덮는 크롬, 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석을 포함하는 소스 패드(125)와, 상기 소스 패드(125)위에 형성된 크롬을 포함하는 소스 패드 중간 전극(165)과, 보호막(141)에 형성된 소스 패드 콘택 홀(161)을 통하여 상기 소스 패드 중간 전극(165)에 연결된 ITO로 이루어진 소스 패드 연결 단자(167)로 이루어진 구조로 되어 있다.

본 발명에서는 게이트 전극, 게이트 배선, 게이트 패드 및 소스 패드를 알루미늄을 포함하는 금속으로 형성하는 과정에서 알루미늄 표면에 힐락이 발생하는 것을 막기 위해서 사용하는 양극 산화 공정을 따르지 않고, 크롬, 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석과 같은 금속으로 보호를 하였다. 그리고, 게이트 절연막을 패턴하여 게이트 패드와 소스 패드를 노출시키고, 보호막에 콘택 홀을 형성하여 패드부의 연결 단자를 형성하였다. 따라서, 능동 매트릭스 액정 기판을 제조할 때 사용하는 마스크 공정 수를 줄일 수 있었다. 그럼으로써, 제조 공정이 단순해지고, 마스크 정렬에서 발생하는 오차의 누적을 줄일 수 있었다. 따라서, 액정 표시 장치의 제조 수율과 액정 표시장치의 품질을 결정하는 화질이 더욱 향상되었다. 더욱이 제조에 소요되는 시간이 절감되어 제조 비용이 절감되는 효과도 얻을 수 있었다.

Claims

기판 위에 제1도전 물질로 게이트 패드를 형성하는 단계와; 상기 게이트 패드가 형성된 기판 위에 제2도전 물질로, 게이트 패드 중간 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 패드 중간 전극이 형성된 기판 위에 절연 물질로 보호막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 패드 중간 전극을 덮는 보호막에 게이트 패드 콘택 홀을 형성하는 단계와; 상기 보호막 위에 제3도전 물질로 상기 게이트 패드 콘택 홀을 통하여 상기 게이트 패드 중간 전극과 연결된 게이트 패드 연결 단자를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 1항에 있어서, 상기 제1도전 물질로 소스 패드를 더 형성하고; 상기 제2도전 물질로 상기 소스 패드를 덮는 소스 패드 중간 전극을 더 형성하고; 상기 소스 패드 중간 전극을 덮는 상기 보호막에 소스 패드 콘택 홀을 더 형성하고; 상기 보호막 위에 상기 제3도전 물질로 소스 패드 콘택 홀을 통하여 상기 소스 패드 중간 전극에 연결되는 소스 패드 연결 단자를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 1항 및 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도전 물질은 크롬, 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 1항 및 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2도전 물질은 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 1항 및 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3도전 물질은 ITO(Indium-Tin-Oxide)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
기판 위에 제1도전 물질로 제1게이트 배선을 형성하는 단계와; 상기 제1게이트 배선이 형성된 기판 위에 제2도전 물질로 상기 제1게이트 배선을 덮는 제2게이트 배선과, 상기 제2게이트 배선에서 분기된 게이트 전극과 그리고, 상기 제2게이트 배선의 끝 부분에 게이트 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 등이 형성된 기판 위에 절연 물질과, 진성 반도체 물질을 전면 연속 증착하고, 동시에 패턴하여 게이트 절연막과 반도체 층을 형성하는 단계와; 상기 불순물 반도체 층 등이 형성된 기판 위에 제3도전 물질로 상기 반도체층의 한쪽에 접하는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 대향하는 드레인 전극과, 상기 소스 전극들을 연결하는 소스 배선 그리고, 상기 게이트 패드를 덮는 게이트 중간 전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 전극 등이 형성된 기판 위에 절연 물질로 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막을 패턴하여 드레인 전극이 형성된 부분에 드레인 콘택 홀과, 게이트 패드 부분에 게이트 패드 콘택 홀을 형성하는 단계와; 상기 보호막 위에 제4도전 물질로 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극과, 상기 게이트 패드 중간 전극에 연결된 게이트 패드 연결 단자를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 6항에 있어서, 상기 제2도전 물질로 소스 패드를 더 형성하고; 상기 제3도전 물질로 상기 소스 패드를 덮는 소스 패드 중간 전극을 더 형성하고; 상기 소스 패드 중간 전극을 덮는 상기 보호막에 소스 패드 콘택 홀을 더 형성하고; 상기 제4도전 물질로 상기 소스 패드 중간 전극에 연결된 소스 패드 연결 단자를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 6항에 있어서, 상기 제1도전 물질로 상기 제1게이트 배선에서 분기된 제1 게이트 전극과, 상기 제1게이트 배선의 끝 부분에 제1게이트 패드를 더 형성하여; 상기 제2도전 물질로 형성되는 상기 게이트 전극은 상기 제1게이트 전극을 덮는 제2게이트 전극이 되도록 하고; 상기 제2도전 물질로 형성되는 상기 게이트 패드는 상기 제1 게이트 패드를 덮는 제2게이트 패드가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 8항에 있어서, 상기 제1도전 물질로 제1소스 패드를 더 형성하여; 상기 제2도전 물질로 형성되는 상기 소스 패드는 상기 제1소스 패드를 덮는 제2소스 패드가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 6항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서; 상기 제1도전 물질은 알루미늄을 포함하는 금속인 것을 특징으로 하는 액정표시 장치 제조 방법.
청구항 6항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2도전 물질은 크롬, 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 6항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3도전 물질은 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
청구항 6항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4도전 물질은 ITO(Indium Tin Oxide)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
기판과; 상기 기판 위에 제1도전 물질을 포함하는 게이트 패드와; 상기 게이트 패드를 덮는 제2도전 물질을 포함하는 게이트 패드 중간 전극과; 상기 게이트 패드 중간 전극이 형성된 기판 전면을 덮는 보호막과; 상기 게이트 패드 중간 전극 부분의 상기 보호막에 형성된 게이트 패드 콘택홀과; 상기 게이트 패드 콘택 홀을 통하여 상기 게이트 패드 중간 전극에 연결된 제3도전 물질을 포함하는 게이트 패드 연결 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 14항에 있어서, 상기 제1도전 물질을 포함하는 소스 패드와; 상기 소스 패드를 덮는 상기 제2도전 물질을 포함하는 소스 패드 중간 전극과; 상기 소스 패드 중간 전극을 덮는 보호막에 형성된 소스 패드 콘택 홀과; 상기 소스 패드 콘택 홀을 통하여 상기 소스 패드 중간 전극에 연결된 상기 제3도전 물질을 포함하는 소스 패드 연결 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 14항 및 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도전 물질은 크롬, 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석 등을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 14항 및 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2도전 물질이 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
청구항 14항 및 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3도전 물질이 ITO(Indium-Tin-Oxide)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
기판 위에 제1도전 물질을 포함하는 제1게이트 배선과; 제2도전 물질을 포함하며 상기 제1게이트 배선을 덮는 제2게이트 배선과; 상기 제2게이트 배선에서 분기되면 상기 제2도전 물질을 포함하는 게이트 전극과; 상기 제2도전 물질을 포함하며 제2게이트 배선의 끝 부분에 형성된 게이트 패드와; 상기 게이트 배선과 상기 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위에 형성된 반도체 층과; 상기 반도체 층 위에 제3도전 물질을 포함하는 소스 전극과; 상기 제3도전 물질을 포함하며 상기 소스 전극을 연결하는 소스 배선과; 상기 제3도전 물질을 포함하며 상기 소스 전극과 대향하는 드레인 전극과; 상기 제3도전 물질을 포함하며 상기 게이트 패드를 덮는 게이트 패드 중간 전극과; 상기 소스 전극 등이 형성된 기판 전면을 덮는 보호막과; 상기 게이트 패드를 덮는 보호막의 일부를 제거하여 형성된 게이트 패드 콘택 홀과; 상기 드레인 전극을 덮는 보호막의 일부를 제거하여 형성된 드레인 콘택 홀과; 상기 드레인 콘택 홀을 통하여 상기 드레인 전극에 연결된 제4도전 물질을 포함하는 화소 전극과; 상기 게이트 패드 콘택 홀을 통하여 상기 게이트 패드 중간 전극과 연결된 제4도전 물질을 포함하는 게이트 패드 연결 단자를 포함하는 액정 표시 장치.
청구항 19항에 있어서, 상기 제2도전 물질을 포함하는 소스 패드와; 상기 제3도전 물질을 포함하며 상기 소스 패드를 덮으며 상기 소스 배선의 끝 부분에 형성된 소스 패드 중간 전극과; 상기 소스 패드 중간 전극을 덮는 상기 보호막에 형성된 소스 패드 콘택 홀과; 상기 제4도전 물질을 포함하며 상기 소스 패드 콘택 홀을 통하여 상기 소스패드 중간 전극에 연결된 소스 패드 연결 단자를 더 포함하는 액정 표시 장치.
청구항 19항에 있어서, 상기 제1도전 물질을 포함하며 상기 제1게이트 배선에서 분기된 제1게이트 전극과; 상기 제1도전 물질을 포함하며 상기 제1게이트 배선의 끝 부분에 형성된 제1게이트 패드를 더 포함하여; 상기 제2도전 물질을 포함하는 상기 게이트 전극과, 상기 게이트 패드는 각 상기 제1게이트 전극을 덮는 제2게이트 전극과, 상기 제1게이트 패드를 덮는 제2게이트 패드가 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 21항에 있어서, 상기 제1도전 물질을 포함하는 제1소스 패드를 더 포함하여; 상기 제2도전 물질을 포함하는 상기 소스 패드는 상기 제1소스 패드를 덮는 제2소스 패드가 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 19항 및 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1도전 물질은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 19항 및 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2도전 물질은 크롬, 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 19항 및 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3도전 물질은 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
청구항 19항 및 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4도전 물질은 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.