KR100309922B1 - 액정표시장치의제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판 위에 크롬막/알루미늄-네오디뮴막의 이중막 구조를 가지는 게이트 패드 및 공통 전극을 형성하고, 그 위에 게이트 절연막을 증착한 다음, 제1 데이터 배선용 금속을 증착하고 식각하여 보조 데이터선을 형성한다. 이어, 층간 절연막, 비정질 규소막 및 도핑된 비정질 규소막을 증착하고, 이 삼층막을 연속적으로 식각하여, 박막 트랜지스터가 형성될 부분의 게이트 절연막 상부에 반도체 활성 패턴을 형성하고 보조 데이터선 상부에도 보조 데이터선을 덮는 삼층막 패턴을 남긴다. 이 단계에서, 보조 데이터선의 일부가 드러나도록 삼층막에 접촉구를 형성한다. 제2 데이터 배선용 금속을 증착하고, 식각하여 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극, 데이터선 및 데이터 패드 등을 형성한다. 이 단계에서, 데이터선은 접촉구를 통해 보조 데이터선과 접촉된다. 보호막을 전면에 증착하고 식각하여 게이트 패드의 크롬막 및 데이터 패드가 드러나도록 접촉구를 형성한 후, 이 접촉구를 통해 게이트 패드의 크롬막 및 데이터 패드와 각각 접촉하는 ITO 접촉 패턴을 보호막 위에 형성한다.
Description
본 발명은 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
횡전계 구동 방식 액정 표시 장치는 한 기판 위에 대향 전극과 화소 전극이 모두 형성되어 있는 방식의 액정 표시 장치로서, 전압이 인가되면 기판에 대해 수평한 방향의 전계가 형성되고 액정 분자들은 수평 전계에 따라 기판과 평행한 면 내에서 회전한다. 따라서, 거시적으로 관찰되는 액정의 굴절율이 다른 방식의 표시 장치에 비해 작아서, 향상된 대비비 및 넓은 시야각을 구현할 수 있다.
최근 액정 표시 장치의 기판이 대형화되는 추세에 따라, 시야각 문제를 해결하기 위해 횡전계 방식의 액정 표시 장치에 대한 관심이 고조되고 있다.
이러한 대형 크기의 액정 표시 장치를 제조함에 있어서, 필수적인 요소는 다음과 같다.
첫째, 금속 배선을 저 저항 금속으로 형성하여야 한다.
둘째, 배선의 길이가 길어짐에 따라 배선 단선에 대비한 보조선을 확보하여야 한다.
셋째, 패드부의 신뢰성을 확보하여야 한다.
넷째, 측면 크로스토크(crosstalk)의 발생을 억제할 수 있는 구조가 필요하다.
다섯째, 대비비를 확보하여야 한다.
여섯째, 후속 ITO 식각 공정시, 식각액이 하부막으로 침투하여 배선을 침식하는 것을 방지할 수 있는 구조여야 한다.
종래의 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 이러한 조건 중 일부를 만족하고 있으나, 패드부의 신뢰성과 후속 공정에 있어서의 하부막 침식 문제 등은 여전히 남아있다.
본 발명의 과제는 액정 표시 장치의 패드부의 신뢰성을 확보하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 후속 공정에 의해 하부막 침식이 발생하는 것을 방지하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배선도이고,
도 2는 도 1의 II-II' 선에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 III-III' 선에 대한 단면도이고,
도 4는 도 1의 IV-IV' 선에 대한 단면도이고,
도 5는 도 1의 V-V' 선에 대한 단면도이고,
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 게이트선 및 게이트 패드 및 공통 전극선 및 다수의 공통 전극을 형성하고, 그 위에 게이트 절연막을 증착한 다음, 게이트 절연막 위에 보조 데이터선을 형성한다. 보조 데이터선과 게이트 절연막 위에 층간 절연막, 반도체층 및 외인성 반도체층을 연속하여 증착한 다음, 이 삼층막을 차례로 식각하여 박막 트랜지스터가 형성될 부분과 보조 데이터선 상부에 각각 반도체 패턴을 형성한다. 데이터 배선용 금속막을 증착하고 식각하여, 보조 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 데이터선, 소스 및 드레인 전극, 화소 전극선, 다수의 화소 전극 및 데이터 패드를 형성한 다음, 보호막을 증착한다. 게이트 패드 및 데이터 패드 부근에서는 보호막 및 게이트 절연막을 식각하여 게이트 패드 및 데이터 패드를 드러내는 접촉구를 형성한 다음, ITO막을 증착하고 식각하여 게이트 패드 및 데이터 패드와 접촉구를 통해 접촉하는 패드부 접촉 패턴을 형성한다.
이처럼, 본 발명에서는 보조 데이터선 위에 삼층막이 형성되고, 그 위에 데이터 금속 및 보호막이 덮여 있는 등, 5개의 층으로 덮여 있으므로, 패드부 접촉 패턴을 형성하기 위한 ITO 식각 단계에서 하부의 보조 데이터선이 침식되지 않는다.
데이터선은 다수의 공통 전극 중 최외각에 위치한 공통 전극의 가장자리와 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다.
게이트 패드 등의 게이트 배선은 크롬막/알루미늄-네오디뮴막의 이중막으로 형성할 수 있으며, 이 경우 게이트 패드의 알루미늄-네오디뮴막을 제거하여 ITO 패드부 접촉 패턴이 게이트 패드의 크롬막과 접촉하도록 하는 것이 바람직하다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 구조에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서의 배선 구조를 하나의 화소를 중심으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II' 선에 따른 박막 트랜지스터의 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III' 선에 대한 단면도이고, 도 4는 도 1의 IV-IV' 선에 따른 게이트 패드부의 단면도이고, 도 5는 도 1의 V-V' 선에 따른 데이터 패드부의 단면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 절연 기판(1) 위에 게이트선(100)이 가로 방향으로 형성되어 있고, 게이트선(100)의 끝에는 외부로부터 주사 신호를 인가받기 위한 게이트 패드(110)가 형성되어 있다. 또한, 공통 전압이 인가되는 제1 공통 전극선(120) 및 제2 공통 전극선(140)이 게이트선(100)과 평행하게 형성되어 있고, 제1 및 제2 공통 전극선(120, 140)을 잇는 형태로 다수의 공통 전극(130)이 세로 방향으로 형성되어 있다. 이러한 게이트선(100) 및 게이트 패드(110) 등의 게이트 배선과 제1 및 제2 공통 전극선(120, 140) 및 공통 전극(130) 등의 공통 전극 배선은 각각 500Å 및 2,500 Å 정도의 두께를 가지는 크롬막(101, 121, 131) 및 알루미늄-몰리브덴막(102, 122, 132)의 이중막 구조로 되어 있는데, 알루미늄-몰리브덴막(102, 122, 132)은 저 저항 금속이므로 배선에서의 신호 지연을 감소시켜 크로스토크의 발생을 줄인다.
게이트 배선 및 공통 전극 배선은 2,000Å 정도의 두께를 가지는 질화 규소막인 게이트 절연막(2)으로 덮여 있고, 게이트 절연막(2) 위에는 데이터선을 보조하기 위한 보조 데이터선(200)이 화소의 바깥쪽에 세로 방향으로 형성되어 있다. 이 보조 데이터선(200)은 알루미늄-네오디뮴과 같은 저 저항 금속으로 3,000Å 정도의 두께로 형성되어 있다.
게이트선(100)의 일부, 즉 게이트 전극 상부의 게이트 절연막(2)과 보조 데이터선(200) 상부에는 층간 절연막(3)이 1,000Å 정도의 두께로 형성되어 있다. 게이트 전극 상부의 게이트 절연막(2) 위에는 비정질 규소와 같은 반도체로 2,000Å 정도의 두께를 가지는 활성 패턴(300)이 형성되어 있으며, 보조 데이터선(200) 상부의 층간 절연막(3) 위에도 동일한 반도체로 반도체 패턴(310)이 형성되어 있다. 여기에서, 보조 데이터선(200) 상부에는 보조 데이터선(200)을 드러내는 접촉구(C3)가 반도체 패턴(310) 및 층간 절연막(3)에 뚫려 있다.
또한, 층간 절연막(3) 위의 반도체 패턴(310) 위에는 데이터선(400)이 보조 데이터선(200)을 따라 500Å 정도의 두께로 형성되어 있는데, 데이터선(400)과 반도체 패턴(310) 사이에는 전기적 특성을 향상시키기 위한 오믹 접촉층(301)이 형성되어 있다. 이 데이터선(400)은 접촉구(C3)를 통해 보조 데이터선(200)과 연결되어 있어서, 데이터선(400)에 단선이 발생할 경우, 보조 데이터선(200)을 따라 화상 신호가 전달될 수 있다.
또한, 데이터선(400)은 화소 가장자리에 위치한 공통 전극(130)과 일정 폭 중첩되어 있다. 따라서, 데이터선(400) 부근에서 크로스토크가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
데이터선(400)의 끝에는 데이터 패드(460)가 형성되어 있는데, 앞서 설명한 바와 같이, 패드부 근처의 층간 절연막(3)은 제거되어 있으므로, 데이터 패드(460)는 게이트 절연막(2) 위에 위치한다.
데이터선(400)으로부터 소스 전극(410)이 일부 연장되어 활성 패턴(300)의 가장자리와 중첩하고, 소스 전극(410)의 반대편에서 드레인 전극(420)이 활성 패턴(300)의 가장자리와 중첩하고 있으며, 활성 패턴(300)과 소스 및 드레인 전극(410, 420) 사이에는 접촉 특성을 향상시키기 위한 오믹 접촉층(301)이 형성되어 있다.
드레인 전극(420)으로부터 제1 화소 전극선(430)이 연장되어 제1 공통 전극선(120)과 중첩하며, 제2 공통 전극선(140)과 중첩되도록 제2 화소 전극선(450)이 형성되어 있다. 제1 및 제2 화소 전극선(430, 450)을 서로 잇는 형태로 화소 전극(440)이 형성되어 있는데, 화소 전극(440)은 공통 전극(130)과 서로 번갈아 위치하도록 형성되어 있다.
데이터선(400), 소스 및 드레인 전극(410, 420), 제1 및 제2 화소 전극선(430, 450), 화소 전극(440) 및 데이터 패드(460)는 보호막(4)에 의해 덮여있으며, 게이트 패드(110) 및 데이터 패드(460) 상부의 보호막(4) 및 게이트 절연막(2)의 일부가 제거된 접촉구(C1, C2)가 각각 형성되어 있는데, 게이트 패드(110)의 상부막(112)인 알루미늄-네오디뮴막도 동시에 제거되어 있다.
보호막(4) 위에는 접촉구(C1, C2)를 통해 게이트 패드(110)의 하부막(111)인 크롬막 및 데이터 패드(460)인 크롬막과 각각 접촉하는 ITO 게이트 및 데이터 패드부 접촉 패턴(510, 520)이 각각 형성되어 있다.
이처럼, 패드부에서는 외부와 접촉하는 상부막이 ITO 막이고, 하부막이 ITO와 접촉 특성이 좋은 크롬막으로 형성되어 있어서, 패드부의 신뢰성이 향상된다.
그러면, 이러한 구조를 가지는 횡전계 액정 표시 장치의 제조 방법에 관하여 도 1 및 도 6a 내지 도 6g를 참고로 하여 설명한다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
먼저, 도 6a에 도시한 바와 같이, 절연 기판(1) 위에 크롬막과 알루미늄-네오디뮴막을 각각 500Å, 1,200Å 정도로 증착하여 게이트 배선용 제1 금속막(11)과 제2 금속막(12)을 형성한다.
다음, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 금속막(11, 12)을 동시에 패터닝하여 게이트선(100), 게이트 패드(110), 공통 전극(130) 및 제1 및 제2 공통 전극선(120, 140)을 형성한 후, 질화 규소 등의 절연 물질을 5,500Å 정도의 두께로 증착하여 게이트 절연막(2)을 형성한다.
도 6c에 도시한 바와 같이, 알루미늄-네오디뮴을 3,000Å 정도의 두께로 증착하고 식각하여 보조 데이터선(200)을 형성한다.
도 6d에 도시한 바와 같이, 질화 규소와 같은 절연 물질, 비정질 규소, 도핑된 비정질 규소를 각각 1,000Å, 2,000Å, 500Å 정도로 증착하여 층간 절연막(3) 및 반도체층(300) 및 외인성 반도체층(301)을 형성한 다음, 연속적으로 식각하여 게이트 전극의 역할을 하게 될 일부 게이트선(100) 상부에 활성 패턴(300)과 오믹 접촉층(301)을 형성하고, 보조 데이터선(200)을 따라 그 상부에 반도체 패턴(310) 및 오믹 접촉층(301)을 형성한다. 이때, 활성 패턴(300) 하부 및 보조 데이터선(200) 상부에만 층간 절연막(3)을 남기며, 보조 데이터선(200) 상부에서는 보조 데이터선(200)의 일부가 드러나도록 오믹 접촉층(301) 및 반도체 패턴(310) 및 층간 절연막(3)을 제거하여 접촉구(C3)를 형성한다.
다음, 도 6e에 도시한 바와 같이, 크롬막을 500Å 정도의 두께로 증착하고 식각하여 데이터선(400), 소스 및 드레인 전극(410, 420), 제1 및 제2 화소 전극선(420, 450), 화소 전극(440) 및 데이터 패드(460)를 형성한다. 이 단계에서, 데이터선(400)은 접촉구(C3)를 통해 보조 데이터선(200)과 연결되며, 데이터선(400) 및 소스 및 드레인 전극(410, 420) 밖으로 드러난 오믹 접촉층(301)은 제거된다.
도 6f에 도시한 바와 같이, 질화 규소 등으로 2,000Å 정도의 두께를 가지는 보호막(4)을 형성한 다음, 식각하여 게이트 패드(110)의 상부에 위치한 보호막(4) 및 게이트 절연막(2)이 제거된 접촉구(C1)와 데이터 패드(460)의 상부에 위치한 보호막(4)이 제거된 접촉구(C2)를 형성한다. 이 단계에서, 공기와의 접촉 특성이 좋지 않은 게이트 패드(110)의 상부막(112)은 제거한다.
도 6g에 도시한 바와 같이, ITO 막을 500Å 정도의 두께로 증착한 후 식각하여, 접촉구(C1, C2)를 통해 게이트 패드(110) 및 데이터 패드(460)와 각각 접촉하는 ITO 게이트 및 데이터 패드부 접촉 패턴(510, 520)을 형성한다.
이처럼, 게이트 패드부 및 데이터 패드부는 하부의 크롬막과 공기와의 접촉에 안정적인 상부 ITO막의 구조로 되어 있기 때문에 신뢰성이 향상된다.
또한, ITO 식각액에 의해 쉽게 식각되는 알루미늄-몰리브덴막으로 형성된 보조 데이터선(200)이 보호막(4), 데이터선(400), 오믹 접촉층(3010), 활성 패턴(310) 및 층간 절연막(3)의 5개 층에 의해 덮여 있기 때문에, 패드부의 ITO 접촉 패턴(510, 520)을 식각하는 단계에서 보조 데이터선(200)이 식각되는 일이 발생하지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 횡전계 구동 방식 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 패드부의 신뢰성이 향상되고, 후속 공정에 의한 하부막 침식 등의 문제가 해결되어, 액정 표시 장치의 신뢰성이 향상된다.
Claims (6)
- 절연 기판 위에 게이트선 및 게이트 패드 및 공통 전극선 및 다수의 공통 전극을 형성하는 단계,게이트 절연막을 증착하는 단계,상기 게이트 절연막 위에 보조 데이터선을 형성하는 단계,상기 보조 데이터선 및 상기 게이트 절연막 위에 층간 절연막, 반도체층 및 외인성 반도체층을 연속하여 증착하는 단계,상기 외인성 반도체층 및 상기 반도체층 및 상기 층간 절연막을 차례로 식각하여 상기 게이트선 상부 및 상기 보조 게이트선 상부에 각각 제1 반도체 패턴 및 제2 반도체 패턴을 형성하는 단계,상기 보조 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 데이터선, 소스 및 드레인 전극, 화소 전극선, 다수의 화소 전극 및 데이터 패드를 형성하는 단계,보호막을 증착하는 단계,상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드를 드러내는 제1 및 제2 접촉구를 형성하는 단계,상기 보호막 위에 상기 제1 및 제2 접촉구를 통해 상기 게이트 패드 및 상기 데이터 패드와 접촉하는 제1 및 제2 패드부 접촉 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 외인성 반도체층 및 상기 반도체층 및 상기 층간 절연막을 식각하여 상기 보조 데이터선을 드러내는 제3 접촉구를 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 데이터선은 상기 제3 접촉구를 통해 상기 보조 데이터선과 접촉하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 데이터선은 상기 다수의 공통 전극 중 최외각에 위치한 공통 전극의 가장자리와 중첩하도록 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 게이트선 및 게이트 패드 및 공통 전극선 및 다수의 공통 전극은 크롬막/알루미늄-네오디뮴막의 이중막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제4항에서,상기 제1 접촉구를 형성하는 단계에서 상기 게이트 패드의 상기 알루미늄-네오디뮴막을 제거하여 상기 제1 패드부 접촉 패턴이 상기 크롬막과 접촉하도록 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제1항에서,상기 데이터선, 소스 및 드레인 전극, 화소 전극선, 다수의 화소 전극 및 데이터 패드는 크롬막으로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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