KR100333270B1 - Liquid crystal display and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시장치의 제조 공정을 줄이기 위해서 외부의 신호를 인가받아 화상으로 표현하는 액정 표시장치로, 기판과; 상기 기판 상에 투명한 도전물질과 불투명한 금속의 2층 구조로 형성된 게이트 전극 및 게이트 배선과; 상기 게이트 전극과 소정간격 이격되고, 상기 투명한 도전물질과 동일층 및 동일물질의 화소전극과; 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘 순으로 형성되고, 상기 게이트 전극 및 게이트 배선을 덮는 3층 구조의 반도체층과; 상기 게이트 전극 상부의 상기 3층 구조의 반도체층 상에 형성된 소스 전극 및 상기 화소전극과 접촉하는 드레인 전극과; 전단 게이트 배선을 제 1 스토리지 전극으로 하고, 상기 제 1 스토리지 전극 상부에 상기 게이트 배선 폭 보다 작은 제 2 스토리지 전극을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극 사이에 형성되고 상기 제 2 스토리지 전극의 양 가장자리근처 상기 제 1 스토리지 전극이 노출된 절단홈을 갖는 유전층을 포함하는 스토리지 캐패시터을 포함하는 액정 표시장치에 관해 개시하고 있다.The present invention provides a liquid crystal display device which receives an external signal and represents an image in order to reduce the manufacturing process of the liquid crystal display device, comprising: a substrate; A gate electrode and a gate wiring formed on the substrate in a two-layer structure of a transparent conductive material and an opaque metal; A pixel electrode spaced apart from the gate electrode at a predetermined interval and formed of the same layer and the same material as the transparent conductive material; A three-layer semiconductor layer formed of an insulating film, pure amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities and covering the gate electrode and the gate wiring; A source electrode formed on the three-layer semiconductor layer on the gate electrode and a drain electrode in contact with the pixel electrode; A first gate electrode is formed as a first storage electrode, and includes a second storage electrode on the first storage electrode, the second storage electrode being smaller than the gate wiring width, and formed between the first and second storage electrodes. Disclosed is a liquid crystal display including a storage capacitor including a dielectric layer having a cutting groove exposed at both edges of the first storage electrode.

Description

액정 표시장치 제조방법 및 그 제조방법에 따른 액정표시장치{Liquid crystal display and method for fabricating the same}Liquid crystal display device manufacturing method and a liquid crystal display device according to the manufacturing method {Liquid crystal display and method for fabricating the same}

본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱더 상세하게는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 제조방법 및 그 제조 방법에 따른 액정 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image display device, and more particularly, to a manufacturing method of a liquid crystal display (LCD) including a thin film transistor (TFT) and a liquid crystal display device according to the manufacturing method. will be.

특히, 본 발명은 액정 표시장치를 제조하는데 있어서, 사용되는 마스크 수를 줄여 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 액정 표시장치에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a method of manufacturing by reducing the number of masks used in manufacturing a liquid crystal display, and a liquid crystal display manufactured by the method.

액정 표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.The driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.

현재에는 전술한 바 있는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬액정 표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목 받고 있다.Currently, the active matrix liquid crystal display (AM-LCD) in which the above-described thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner is attracting the most attention because of its excellent resolution and ability to implement video.

일반적으로 액정 표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다.In general, the structure of a liquid crystal panel, which is a basic component of a liquid crystal display, will be described.

도 1은 일반적인 액정 패널의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a general liquid crystal panel.

액정 패널(20)은 여러 종류의 소자들이 형성된 두장의 기판(2, 4)이 서로 대응되게 붙어 있고, 상기 두장의 기판(2, 4) 사이에 액정층(10)이 끼워진 형태로 위치하고 있다.In the liquid crystal panel 20, two substrates 2 and 4 on which various kinds of elements are formed are attached to each other, and the liquid crystal layer 10 is sandwiched between the two substrates 2 and 4.

상기 액정 패널(20)에는 색상을 표현하는 컬러필터가 형성된 상부 기판(4)과 상기 액정층(10)의 분자 배열방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 회로가 내장된 하부 기판(2)으로 구성된다.The liquid crystal panel 20 includes an upper substrate 4 having a color filter representing a color and a lower substrate 2 having a switching circuit capable of converting a molecular arrangement direction of the liquid crystal layer 10.

상기 상부 기판(4)은 색을 구현하는 컬러필터층(8)이 형성되어 있으며, 칼러필터층(8)을 덮는 공통전극(12)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(12)은 액정(10)에 전압을 인가하는 한쪽전극의 역할을 한다. 상기 하부 기판(2)은 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(S)와, 상기 박막 트랜지스터(S)로 부터 신호를 인가 받고 상기 액정(10)으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극(14)으로 구성된다.The upper substrate 4 has a color filter layer 8 that implements color, and a common electrode 12 covering the color filter layer 8. The common electrode 12 serves as one electrode for applying a voltage to the liquid crystal 10. The lower substrate 2 has a thin film transistor S serving as a switching function and a pixel electrode serving as an electrode that receives a signal from the thin film transistor S and applies a voltage to the liquid crystal 10. 14).

상기 화소전극(14)이 형성된 부분을 화소부(P)라고 한다.The portion where the pixel electrode 14 is formed is called the pixel portion P. FIG.

그리고, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 사이에 주입되는 액정(10)의누설을 방지하기 위해, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 가장자리에는 실란트(sealant)로 봉인되어 있다.In order to prevent leakage of the liquid crystal 10 injected between the upper substrate 4 and the lower substrate 2, sealants are formed at edges of the upper substrate 4 and the lower substrate 2. It is sealed.

상기 도 1에 도시된 하부 기판(2)의 평면도를 나타내는 도 2에서 하부 기판(2)의 작용과 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and configuration of the lower substrate 2 in Figure 2 showing a plan view of the lower substrate 2 shown in FIG. 1 as follows.

하부 기판(2)은 화소전극(14)이 형성되어 있고, 상기 화소전극(14)의 수직 및 수평 배열 방향에 따라 각각 데이터 배선 및 게이트 배선이 형성되어 있다.The lower substrate 2 has pixel electrodes 14 formed thereon, and data lines and gate lines are formed in the vertical and horizontal alignment directions of the pixel electrodes 14, respectively.

그리고, 능동행렬 액정 표시장치의 경우, 화소전극(14)의 한쪽 부분에는 상기 화소전극(14)에 전압을 인가하는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(S)가 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터(S)는 게이트 전극(26), 소스 및 드레인 전극(28, 30)으로 구성되며, 상기 게이트 전극(26)은 상기 게이트 배선(22)에 연결되어 있고, 상기 데이터 배선(24)에 연결되어 있다.In the active matrix liquid crystal display device, a thin film transistor S, which is a switching element for applying a voltage to the pixel electrode 14, is formed at one portion of the pixel electrode 14. The thin film transistor S includes a gate electrode 26, source and drain electrodes 28 and 30, the gate electrode 26 is connected to the gate line 22, and the data line 24. Is connected to.

그리고, 상기 드레인 전극(30)은 상기 화소전극(14)에 전기적으로 연결되어 있다.The drain electrode 30 is electrically connected to the pixel electrode 14.

상술한 능동행렬 액정 표시장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the active matrix liquid crystal display device described above is as follows.

스위칭 박막 트랜지스터가 도통되어 데이터 신호가 화소전극으로 인가되고, 게이트 배선(22)에 신호가 인가되지 않는 경우에는 화소전극에 전압이 인가되지 않는다.When the switching thin film transistor is turned on to apply a data signal to the pixel electrode, and no signal is applied to the gate wiring 22, no voltage is applied to the pixel electrode.

액정 표시장치를 구성하는 액정 패널의 제조공정은 매우 복잡한 여러단계의 공정이 복합적으로 이루어져 있다. 특히, 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판은 여러번의 마스크 공정을 거쳐야 한다. 최종 제품의 성능은 이런 복잡한 제조공정에의해 결정되는데, 가급적이면 공정이 간단할수록 불량이 발생할 확률이 줄어들게 된다. 즉, 하부 기판에는 액정 표시장치의 성능을 좌우하는 주요한 소자들이 많이 형성되므로, 제조 공정을 단순화 하여야 한다. 일반적으로 하부 기판의 제조공정은 만들고자 하는 각 소자에 어떤 물질을 사용하는가 혹은 어떤 사양에 맞추어 설계하는가에 따라 결정되는 경우가 많다.The manufacturing process of the liquid crystal panel constituting the liquid crystal display device is a complex process of several complex steps. In particular, the lower substrate on which the thin film transistor is formed must go through several mask processes. The performance of the final product is determined by this complex manufacturing process. Preferably, the simpler the process, the less likely it is that defects will occur. That is, since a number of major elements that determine the performance of the liquid crystal display are formed on the lower substrate, the manufacturing process should be simplified. In general, the manufacturing process of the lower substrate is often determined by what material is used for each device to be made or designed according to the specification.

예를 들어, 과거 소형 액정 표시장치의 경우는 별로 문제시되지 않았지만, 12인치 이상의 대면적 액정 표시장치의 경우에는 게이트 배선에 사용되는 재질의 고유 저항값이 화질의 우수성을 결정하는 중요한 요소가 된다. 따라서, 대면적의 액정 표시소자의 경우에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 저항이 낮은 금속을 사용하는 것이 바람직하다.For example, in the past, a small liquid crystal display was not a problem, but in the case of a large area liquid crystal display of 12 inches or more, the intrinsic resistance of the material used for the gate wiring is an important factor in determining the superiority of the image quality. Therefore, in the case of a large area liquid crystal display element, it is preferable to use a metal with low resistance, such as aluminum or an aluminum alloy.

이하, 종래의 능동행렬 액정 표시장치의 제조공정을 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of a conventional active matrix liquid crystal display will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 3E.

일반적으로 액정 표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터의 구조는 역 스태거드(Inverted Staggered)형 구조가 많이 사용된다. 이는 구조가 가장 간단하면서도 성능이 우수하기 때문이다. 또한, 상기 역 스태거드형 박막 트랜지스터는 백 채널 에치형(back channel etch : EB)과 에치 스타퍼형(etch stopper : ES)으로 나뉘며, 백 채널 에치형 구조가 적용되는 액정 표시소자 제조공정에 관해 설명한다.In general, the structure of a thin film transistor used in a liquid crystal display is an inverted staggered structure. This is because the structure is the simplest and the performance is excellent. In addition, the reverse staggered thin film transistor is divided into a back channel etch (EB) and an etch stopper (ES), and a process of manufacturing a liquid crystal display device having a back channel etch structure is described. do.

먼저, 기판(1)에 이물질이나 유기성 물질의 제거와 증착될 게이트 물질의 금속 박막과 유리기판의 접촉성(adhesion)을 좋게하기 위하여 세정을 실시한 후, 스퍼터링(sputtering)에 의하여 금속막을 증착한다.First, cleaning is performed to remove foreign matters or organic substances on the substrate 1 and to improve the adhesion between the metal thin film of the gate material to be deposited and the glass substrate, and then the metal film is deposited by sputtering.

도 3a는 상기 금속막 증착 후에 제 1 마스크로 패터닝하여 게이트 전극(30)과 스토리지 전극(32)를 형성하는 단계이다. 능동 행렬 액정 표시장치의 동작에 중요한 게이트 전극(30) 물질은 RC 딜레이(delay)를 작게 하기 위하여 저항이 작은 알루미늄이 주류를 이루고 있으나, 순수 알루미늄은 화학적으로 내식성이 약하고, 후속의 고온 공정에서 힐락(hillock) 형성에 의한 배선 결함문제를 야기시키므로, 알루미늄 배선의 경우는 합금의 형태로 쓰이거나 적층구조가 적용되기도 한다.3A is a step of forming a gate electrode 30 and a storage electrode 32 by patterning with a first mask after the deposition of the metal film. The gate electrode 30 material, which is important for the operation of the active matrix liquid crystal display, is mainly composed of aluminum having low resistance in order to reduce the RC delay, but pure aluminum has low chemical resistance to corrosion, and is healed in subsequent high temperature processes. In the case of aluminum wiring, it is used in the form of an alloy or a laminated structure is applied because it causes a wiring defect problem due to the formation of the hi-lock.

상기 게이트 전극(30) 및 스토리지 전극(32) 형성후, 그 상부 및 노출된 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(34)을 증착한다. 또한, 상기 게이트 절연막(34) 상에 연속으로 반도체 물질인 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 함유된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)을 증착한다.After the gate electrode 30 and the storage electrode 32 are formed, a gate insulating film 34 is deposited over the top and the entire exposed substrate. In addition, amorphous silicon (a-Si: H), which is a semiconductor material, and amorphous silicon (n + a-Si: H), which contains impurities, are sequentially deposited on the gate insulating layer 34.

상기 반도체 물질 증착후에 제 2 마스크로 패터닝하여 액티브층(36)과 상기 액티브층과 동일 크기의 오믹 접촉층(ohmic contact layer : 38)을 형성한다.After deposition of the semiconductor material, a pattern is formed using a second mask to form an active layer 36 and an ohmic contact layer 38 having the same size as the active layer.

상기 오믹 접촉층(38)은 추후 생성될 금속층과 상기 액티브층(36)과의 접촉저항을 줄이기 위한 목적이다(도 3b).The ohmic contact layer 38 is intended to reduce contact resistance between a metal layer to be formed later and the active layer 36 (FIG. 3B).

도 3c에 도시된 공정은 투명한 도전물질(Transparent Conducting Oxide : TCO)을 증착하고 제 3 마스크로 패터닝하여 화소전극(40)을 형성하는 공정이다. 상기 투명한 도전물질은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 쓰인다. 상기 화소전극(40)은 스토리지 전극(32)과 겹쳐지는 형태로 구성되며, 이는 상기 스토리지 전극(32)과 함께 스토리지 캐패시터를 형성하기 위함이다.The process illustrated in FIG. 3C is a process of depositing a transparent conducting oxide (TCO) and patterning it with a third mask to form the pixel electrode 40. ITO (Indium Tin Oxide) is mainly used as the transparent conductive material. The pixel electrode 40 is configured to overlap with the storage electrode 32 to form a storage capacitor together with the storage electrode 32.

이후, 도 3d에 도시된 바와 같이 금속층을 증착하고 제 4 마스크로 패터닝하여 소스 전극(42) 및 드레인 전극(44)을 형성한다. 상기 드레인 전극(44)은 상기 화소전극(40)과 소정의 위치에서 접촉하도록 구성된다.Thereafter, as shown in FIG. 3D, a metal layer is deposited and patterned with a fourth mask to form a source electrode 42 and a drain electrode 44. The drain electrode 44 is configured to contact the pixel electrode 40 at a predetermined position.

그리고 상기 소스 및 드레인 전극(42, 44)을 마스크로 하여 상기 소스 전극(42)과 상기 드레인 전극(44) 사이에 존재하는 오믹 접촉층을 제거한다. 만약, 상기 소스 전극(42)과 상기 드레인 전극(44) 사이에 존재하는 오믹 접촉층을 제거하지 않으면 박막 트랜지스터(S)의 전기적 특성에 심각한 문제를 발생할 수 있으며, 성능에서도 큰 문제가 생긴다.The ohmic contact layer existing between the source electrode 42 and the drain electrode 44 is removed using the source and drain electrodes 42 and 44 as a mask. If the ohmic contact layer between the source electrode 42 and the drain electrode 44 is not removed, a serious problem may occur in the electrical characteristics of the thin film transistor S, and a great problem may occur in performance.

상기 오믹 접촉층(38)의 제거에는 신중한 주의가 요구된다. 실제 오믹 접촉층(38)의 식각시에는 그 하부에 형성된 액티브층(36)과 식각 선택비가 없으므로 액티브층(36)을 약 50 ∼ 100 nm 정도 과식각을 시키는데, 식각 균일도(etching uniformity)는 박막 트랜지스터(S)의 특성에 직접적인 영향을 미친다.Careful attention is required to remove the ohmic contact layer 38. When the ohmic contact layer 38 is actually etched, since there is no etching selectivity with the active layer 36 formed thereunder, the active layer 36 is overetched by about 50 to 100 nm. The etching uniformity is a thin film. It directly affects the characteristics of the transistor S.

최종적으로 도 3e에 도시된 바와 같이 절연막을 증착하고 제 5 마스크로 패터닝하여 액티브층(36)을 보호하기위해 보호층(46)을 형성한다. 상기 보호막(46)은 액티브층(36)의 불안정한 에너지 상태 및 식각시 발생하는 잔류물질에 의해 박막 트랜지스터 특성에 나쁜 영향을 끼칠 수 있으므로 무기질의 실리콘 질화막(SiNx) 내지는 실리콘 산화막(SiO2)이나 무기질의 BCB(BenzoCycloButene)등으로 형성한다.Finally, as shown in FIG. 3E, an insulating film is deposited and patterned with a fifth mask to form a protective layer 46 to protect the active layer 36. The passivation layer 46 may adversely affect the characteristics of the thin film transistor due to the unstable energy state of the active layer 36 and the residual material generated during etching, so that the inorganic silicon nitride layer (SiN x ) or silicon oxide layer (SiO 2 ) or the like may be adversely affected. It is formed of inorganic BCB (BenzoCycloButene).

또한, 상기 보호막(46)은 박막 트랜지스터(S)의 채널영역과 화소영역(P)의 주요 부분을 후속 공정시 발생 가능한 습기나 스크래치(scratch)성 불량으로부터보호하기 위하여 높은 광투과율과 내습 및 내구성이 있는 물질을 증착한다.In addition, the passivation layer 46 may have high light transmittance, moisture resistance, and durability in order to protect the channel region and the main portion of the pixel region P of the thin film transistor S from moisture or scratch resistance that may occur during subsequent processing. This material is deposited.

상술한 공정에 의해서 액정 표시장치의 박막 트랜지스터 기판은 완성되게 된다.By the above-described process, the thin film transistor substrate of the liquid crystal display device is completed.

도 4는 상기 도 3a 내지 도 3e의 제작 공정을 나타내는 흐름도 이다.4 is a flowchart illustrating a manufacturing process of FIGS. 3A to 3E.

ST200은 기판을 준비하는 단계로 유리기판(1)을 사용한다. 또한, 유리기판(1)을 세정(Cleaning)하는 공정을 포함한다. 세정은 초기 공정중에 기판이나 막 표면의 오염, 불순물(Particle)을 사전에 제거하여 불량이 발생하지 않도록 하는 기본 개념 이외에, 증착될 박막의 접착력 강화와 박막 트랜지스터의 특성 향상을 목적으로 한다.ST200 uses a glass substrate (1) to prepare a substrate. In addition, the process of cleaning the glass substrate 1 is included. Cleaning is aimed at enhancing the adhesion of thin films to be deposited and improving the characteristics of thin film transistors, in addition to the basic concept of removing defects and particles in the substrate or film surface during the initial process to prevent defects.

ST210은 금속막을 증착하는 단계로, 알루미늄 내지는 몰리브덴등을 증착하여 형성한다. 그리고, 리소그래피 기술을 이용하여, 금속막이 테이퍼 형상을 갖도록 게이트 전극(30) 및 스토리지 전극(32)를 형성하는 단계이다.ST210 is a step of depositing a metal film, and is formed by depositing aluminum or molybdenum. The gate electrode 30 and the storage electrode 32 are formed to have a tapered shape by using a lithography technique.

ST220은 절연막(34)과 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 증착하는 단계로, 절연막(34)은 3000Å 정도의 두께로 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 증착한다. 상기 절연막(34)증착후에 연속으로 비정질 실리콘막(36)과 불순물이 함유된 비정질 실리콘막(38)을 연속해서 증착한다.The ST220 is a step of depositing the insulating film 34, amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities. The insulating film 34 deposits a silicon nitride film or a silicon oxide film with a thickness of about 3000 Å. After deposition of the insulating film 34, the amorphous silicon film 36 and the amorphous silicon film 38 containing impurities are successively deposited.

ST230은 투명한 도전전극(TCO)으로 ITO를 증착하고 패터닝하여 화소전극(40)을 형성하는 단계이다.ST230 is a step of forming a pixel electrode 40 by depositing and patterning ITO with a transparent conductive electrode (TCO).

ST240은 크롬이나 크롬합금과 같은 금속을 증착하고 패터닝하여, 소스 전극(42), 드레인 전극(44)을 형성하는 단계이다.The ST240 is a step of depositing and patterning a metal such as chromium or chromium alloy to form a source electrode 42 and a drain electrode 44.

ST250은 ST240에서 형성된 소스 및 드레인 전극(42, 44)을 마스크로 하여 불순물 반도체층을 제거하여 채널을 형성하는 단계이다.ST250 is a step of forming a channel by removing the impurity semiconductor layer using the source and drain electrodes 42 and 44 formed in ST240 as a mask.

ST260은 소자들을 보호하기 위한 보호막(46)을 형성하는 단계이다. 상기 보호막(46)은 습기나 외부의 충격에 강한 물질이 사용된다.ST260 is a step of forming a protective film 46 to protect the devices. The protective layer 46 is made of a material resistant to moisture or external impact.

상술한 능동 행렬 액정 표시장치의 제조 방법은 기본적으로 사용되는 5 마스크 방법이었다. 그러나 박막 트랜지스터를 형성하는 과정에서 게이트 전극을 알루미늄으로 사용할 경우에는 알루미늄 표면에 생길 수 있는 힐락의 문제를 해결하기위해 적어도 2개의 마스크가 더 필요하다. 따라서, 종래에는 박막 트랜지스터 기판을 구성하기 위해 적어도 7 내지 8번의 마스크 공정이 필요했다.The manufacturing method of the active matrix liquid crystal display described above was a five mask method used basically. However, when the gate electrode is used as aluminum in the process of forming the thin film transistor, at least two masks are required to solve the problem of hillock that may occur on the aluminum surface. Thus, at least seven to eight mask processes have been required to construct a thin film transistor substrate.

액정 표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터 기판을 제조하는데 있어서 사용되는 마스크 공정에는 세정, 증착, 베이킹, 식각등 여러 공정을 수반하고 있다. 따라서, 마스크 공정을 한번만 단축해도, 제조시간은 상당히 많이 줄어들고, 그 만큼 생산 수율과, 제조 원가 측면에서 유리하다.The mask process used in manufacturing a thin film transistor substrate used in a liquid crystal display device involves various processes such as cleaning, deposition, baking, and etching. Therefore, even if the mask process is shortened once, the manufacturing time is considerably reduced, which is advantageous in terms of production yield and manufacturing cost.

따라서, 본발명은 액정표시 장치를 제조하는데 있어서, 사용되는 마스크 공정 수를 단축하는 방법을 제공하고, 제품의 생산수율을 향상하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for shortening the number of mask processes used in manufacturing a liquid crystal display device, and to improve the production yield of a product.

도 1은 일반적인 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a cross section corresponding to one pixel portion of a general liquid crystal display device.

도 2는 일반적인 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 평면을 도시한 평면도.2 is a plan view illustrating a plane corresponding to one pixel part of a general liquid crystal display;

도 3a 내지 도 3e는 도 2의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'를 따른 단면의 공정을 내타내는 공정도.3A to 3E are process drawings showing the process of the section along the cutting line II-II 'of FIG.

도 4는 일반적인 액정 표시장치의 공정을 나타내는 순서도.4 is a flowchart showing a process of a general liquid crystal display.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 평면도.5 is a plan view corresponding to one pixel portion of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d는 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ'를 따른 단면의 공정을 내타내는 공정도.6A to 6D are process diagrams illustrating a process of a cross section along the cutting line VI-VI ′ of FIG. 5.

도 7은 도 5의 절단선 Ⅶ-Ⅶ'를 따른 단면을 도시한 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a cut line VII-VII 'of FIG. 5. FIG.

도 8은 도 5의 절단선 Ⅷ-Ⅷ'를 따른 단면을 도시한 단면도.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a cut line VII-VII 'of FIG. 5. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

50 : 게이트 배선 52 : 절단홈50: gate wiring 52: cutting groove

56 : 게이트 전극 62 : 소스 전극56 gate electrode 62 source electrode

64 : 드레인 전극 66 : 화소전극64 drain electrode 66 pixel electrode

70 : 절연막 72 : 순수 비정질 실리콘70: insulating film 72: pure amorphous silicon

74 : 불순물이 함유된 비정질 실리콘74: amorphous silicon containing impurities

상기와 같은 목적을 달성 하기위해 본 발명에서는 기판과; 상기 기판 상에 투명한 도전물질과 불투명한 금속의 2층 구조로 형성된 게이트 전극 및 게이트 배선과; 상기 게이트 전극과 소정간격 이격되고, 상기 투명한 도전물질과 동일층 및 동일물질의 화소전극과; 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘 순으로 형성되고, 상기 게이트 전극 및 게이트 배선을 덮는 3층 구조의 반도체층과; 상기 게이트 전극 상부의 상기 3층 구조의 반도체층 상에 형성된 소스 전극 및 상기 화소전극과 접촉하는 드레인 전극과; 전단 게이트 배선을 제 1 스토리지 전극으로 하고, 상기 제 1 스토리지 전극 상부에 상기 게이트 배선 폭 보다 작은 제 2 스토리지 전극을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극 사이에 형성되고 상기 제 2 스토리지 전극의 양 가장자리근처 상기 제 1 스토리지 전극이 노출된 절단홈을 갖는 유전층을 포함하는 스토리지 캐패시터을 포함하는 액정 표시장치에 관해 개시하고 있다.In the present invention to achieve the above object and the substrate; A gate electrode and a gate wiring formed on the substrate in a two-layer structure of a transparent conductive material and an opaque metal; A pixel electrode spaced apart from the gate electrode at a predetermined interval and formed of the same layer and the same material as the transparent conductive material; A three-layer semiconductor layer formed of an insulating film, pure amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities and covering the gate electrode and the gate wiring; A source electrode formed on the three-layer semiconductor layer on the gate electrode and a drain electrode in contact with the pixel electrode; A first gate electrode is formed as a first storage electrode, and includes a second storage electrode on the first storage electrode, the second storage electrode being smaller than the gate wiring width, and formed between the first and second storage electrodes. Disclosed is a liquid crystal display including a storage capacitor including a dielectric layer having a cutting groove exposed at both edges of the first storage electrode.

또한, 본 발명에서는 기판 상에 형성된 화소전극과 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하는 액정 표시장치로서, 상기 스토리지 캐패시터는 상기 기판 상에 실질적으로 투명한 도전물질과 실질적으로 불투명한 금속의 2층 구조로 형성된 제 1 스토리지 전극과; 상기 제 1 스토리지 전극 상에 형성된 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘의 3층 구조로된 유전층과; 상기 유전층 상에 상기 화소전극과 연결된 제 2 스토리지 전극을 포함하는 액정 표시장치에 관해 개시하고 있다.In addition, in the present invention, a liquid crystal display including a storage capacitor electrically connected to a pixel electrode formed on a substrate, wherein the storage capacitor is formed of a two-layer structure of a substantially transparent conductive material and a substantially opaque metal on the substrate. A first storage electrode; A dielectric layer having a three-layer structure of an insulating film formed on the first storage electrode, pure amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities; A liquid crystal display including a second storage electrode connected to the pixel electrode on the dielectric layer is disclosed.

또한, 본 발명에서는 기판을 구비하는 단계와; 상기 기판 상에 투명한 도전금속 및 불투명한 도전금속을 연속 증착하고 패터닝하여 각각 2층 구조의 게이트 전극과 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 2층의 게이트 전극 및 화소전극과 노출된 기판 전면에 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘의 적층으로된 3층의 반도체층을 연속 증착하고 패터닝하여 상기 2층의 게이트 전극을 덮는 액티브층을 형성하고, 상기 2층 구조로된 화소전극을 불투명 도전금속층을 제거하여 투명한 도전금속의 1층 구조로 형성하는 단계와; 상기 액티브층과 화소전극 상에 금속을 증착하고 패터닝하여 상기 게이트 전극 상부 상기 액티브층 상에 소스전극과, 상기 소스전극과 소정간격 이격되고 상기 화소전극과 접촉하는 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극, 노출된 3층의 액티브층 및 화소전극 상에 보호층을 증착하는 단계를 포함하는 액정 표시장치 제조방법에 관해 개시하고 있다.In addition, the present invention comprises the steps of providing a substrate; Continuously depositing and patterning a transparent conductive metal and an opaque conductive metal on the substrate to form a gate electrode and a pixel electrode each having a two-layer structure; A three-layer semiconductor layer formed of a stack of an insulating film, pure amorphous silicon, and an amorphous silicon containing impurities on the entire surface of the gate electrode and the pixel electrode and the exposed substrate, and subsequently patterning the semiconductor layer to cover the gate electrode of the two layers. Forming an active layer and removing the opaque conductive metal layer to form a single layer structure of a transparent conductive metal by removing the opaque conductive metal layer; Depositing and patterning metal on the active layer and the pixel electrode to form a source electrode on the active layer on the gate electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode and in contact with the pixel electrode; A method of manufacturing a liquid crystal display device comprising depositing a protective layer on the source and drain electrodes, the exposed three active layers, and the pixel electrode is disclosed.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 한 화소부에 해당 하는 평면도로서, 가로 방향으로 N번째 게이트 배선(50)과 연결된 게이트 전극(56)이 형성되어 있다.5 is a plan view corresponding to one pixel unit according to the present invention, in which a gate electrode 56 connected to the N-th gate line 50 in the horizontal direction is formed.

그리고, 상기 N번째 게이트 배선(50)과 N+1 번째 화소전극에 스토리지 전극(53a)이 형성되고, 스토리지 전극(53a) 양 가장자리 근처에는 상기 게이트 배선(50)을 횡단하는 절단홈(52)이 형성되어 있다. 상기 스토리지 전극(53a)은 N번째 게이트 배선(50)과 N+1 번째 화소전극의 일부와 겹쳐지는 부분으로 스토리지 캐패시터(53)를 형성하게 된다.A storage electrode 53a is formed on the Nth gate line 50 and the N + 1th pixel electrode, and the cutting groove 52 crossing the gate line 50 near both edges of the storage electrode 53a. Is formed. The storage electrode 53a is formed to overlap a portion of the N-th gate line 50 and the N + 1-th pixel electrode to form the storage capacitor 53.

이하, 게이트 배선 내지 스토리지 캐패시터에 대한 명칭은 N 내지 N+1번째 등의 순번에 관계없이 게이트 배선(50), 스토리지 캐패시터(53)라 칭한다.Hereinafter, the names of the gate wirings to the storage capacitors are referred to as the gate wirings 50 and the storage capacitors 53 regardless of the order of the N to N + 1th order.

상기 스토리지 캐패시터(53)의 구조에 대해서는 도 7 내지 도 8에서 상세히 설명한다.The structure of the storage capacitor 53 will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 8.

상기 게이트 배선(50) 상에 위치한 스토리지 캐패시터(53)의 양쪽 근처에는 상기 게이트 배선(50)을 횡단하는 절단홈(52)이 위치한다. 상기 절단홈(52)에 관한 설명은 도 7에서 상세히 설명한다.Cutting grooves 52 that cross the gate wiring 50 are positioned near both sides of the storage capacitor 53 positioned on the gate wiring 50. Description of the cutting groove 52 will be described in detail in FIG.

상기 게이트 배선(50) 및 상기 게이트 전극(56) 상부에는 반도체층(58)이 덮고 있다. 상기 반도체층(58)은 불순물 반도체/반도체/절연막의 구조로 되어있고, 상세한 설명은 도 6b에서 설명한다.The semiconductor layer 58 is covered on the gate wiring 50 and the gate electrode 56. The semiconductor layer 58 has a structure of an impurity semiconductor / semiconductor / insulating film, which will be described in detail with reference to FIG. 6B.

그리고, 세로 방향으로 소스 배선(60)과 상기 소스 배선(60)과 연결되고, 상기 게이트 전극(56)과 겹쳐지는 소스 전극(62)이 형성되고, 상기 소스 전극(62)과 대응되는 위치에 소정거리로 이격되고, 상기 게이트 전극(56) 겹치는 드레인 전극(64)이 형성된다. 상기 드레인 전극(64)은 화소 전극(66)과 전기적으로 연결되어 있다.In addition, a source electrode 62 connected to the source wiring 60 and the source wiring 60 in the vertical direction and overlapping the gate electrode 56 is formed, and is positioned at a position corresponding to the source electrode 62. A drain electrode 64 spaced apart by a predetermined distance and overlapping the gate electrode 56 is formed. The drain electrode 64 is electrically connected to the pixel electrode 66.

도 5의 절단선인 Ⅵ-Ⅵ'으로 자른 단면도인 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIGS. 6A to 6D, which are cross-sectional views taken along line VI-VI ′ of FIG. 5, a manufacturing process of a thin film transistor substrate according to the present invention will be described.

먼저 도 6a을 참조하여 설명하면, 기판(1) 상에 투명한 도전물질과 불투명한 금속물질을 증착하고 제 1 마스크로 패터닝하여 게이트 전극(56)과 화소전극(66)을 형성한다. 이 때, 상기 화소전극(66) 상부의 금속층(66')은 추후 공정에서 제거한다.First, referring to FIG. 6A, a transparent conductive material and an opaque metal material are deposited on the substrate 1 and patterned with a first mask to form the gate electrode 56 and the pixel electrode 66. In this case, the metal layer 66 ′ on the pixel electrode 66 is removed in a later process.

상기와 같이 게이트 전극(56)을 투명한 도전 물질의 게이트 전극(56a)과 금속의 게이트 전극(56b)의 2층 구조로 형성할 경우, 상기 금속 게이트 전극(56b)의 단선으로 인한 불량 화소가 생기지 않는 장점이 있다. 즉, 상기 투명 도전물질의 게이트 전극(56a)은 상기 금속 게이트 전극(56b)의 보조 전극으로써의 역할을 한다.As described above, when the gate electrode 56 is formed in the two-layer structure of the gate electrode 56a of the transparent conductive material and the metal gate electrode 56b, defective pixels may not be generated due to disconnection of the metal gate electrode 56b. There is no advantage. That is, the gate electrode 56a of the transparent conductive material serves as an auxiliary electrode of the metal gate electrode 56b.

도 6b는 상기 게이트 전극(56) 상부에 액티브층을 형성하는 단계로, 상기 게이트 전극(56)과 상기 화소 전극(66) 상부 금속층(66') 및 노출된 기판(1)의 전면에 걸쳐 3층의 반도체층을 연속 증착하고 제 2 마스크로 패터닝하여 액티브층(58)을 형성한다. 상기 3층의 액티브층(58)은 먼저, 상기 금속 게이트 전극(56b) 상부에 형성된 게이트 절연막(70)과 상기 게이트 절연막(70) 상부 비정질 실리콘층(72) 그리고 상기 비정질 실리콘층(72) 상부에 불순물이 함유된 비정질 실리콘층(74)으로 형성된다.FIG. 6B illustrates forming an active layer over the gate electrode 56, and over the entire surface of the gate electrode 56, the upper metal layer 66 ′ of the pixel electrode 66, and the exposed substrate 1. The semiconductor layer of the layer is successively deposited and patterned with a second mask to form an active layer 58. First, the active layer 58 of the three layers includes a gate insulating layer 70 formed on the metal gate electrode 56b, an amorphous silicon layer 72 on the gate insulating layer 70, and an upper portion of the amorphous silicon layer 72. Is formed of an amorphous silicon layer 74 containing impurities.

상기 3층의 액티브층(58)은 상기 게이트 전극(56a, 56b)을 덮는 형태로 형성된다. 그리고, 상기 제 2 마스크에 의해 상기 화소 전극(66) 상부의 금속층(66')은 제거된다.The three active layers 58 are formed to cover the gate electrodes 56a and 56b. The metal layer 66 ′ on the pixel electrode 66 is removed by the second mask.

상기의 제 2 마스크 공정에서 액티브층(58)과 화소전극(66)이 형성된다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 제일 먼저 기판(1) 상에 투명한 도전전극을 증착하기 때문에 제 2 마스크 공정에서 화소전극(66)이 형성되게 되는 것이다.In the second mask process, the active layer 58 and the pixel electrode 66 are formed. That is, in the embodiment of the present invention, since the transparent conductive electrode is first deposited on the substrate 1, the pixel electrode 66 is formed in the second mask process.

도 6c는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계로, 불투명한 금속을 증착하고, 제 3 마스크로 패터닝하여 상기 게이트 전극(56)과 소정부분이 오버랩되게, 상기 액티브층(58)의 불순물이 함유된 비정질 실리콘(74) 상에 소스 전극(62)과 상기 화소전극(66)과 접촉하게 드레인 전극(64)을 형성한다.FIG. 6C illustrates a process of forming source and drain electrodes, in which an opaque metal is deposited and patterned with a third mask to include a portion of the active layer 58 to overlap a predetermined portion with the gate electrode 56. The drain electrode 64 is formed on the amorphous silicon 74 to be in contact with the source electrode 62 and the pixel electrode 66.

이후, 상기 소스 및 드레인 전극(62, 64)을 마스크로 하여 상기 액티브층(58)의 백 채널부분인 A 영역의 불순물이 함유된 비정질 실리콘(74)을 제거한다. 이 때, 주의 할점은 상기 불순물이 함유된 비정질 실리콘(74)을 제거할때, 그 하부의 비정질 실리콘영역(72)까지 식각되지 않게 식각 시간을 잘 조정해야 한다. 필연적으로 백채널 에칭 방식의 박막 트랜지스터를 적용하는 액정 표시장치의 경우, 상기 백채널 부분(A)에서 비정질 실리콘(72)이 약 50 ∼ 100 nm 정도 과식각된다. 이는 불순물이 함유된 비정질 실리콘(74)과 순수 비정질 실리콘(72)의 식각 선택도가 없기 때문이다. 따라서 백채널 부분(A)의 식각에는 상당한 주의가 요구된다.Thereafter, the source and drain electrodes 62 and 64 are used as masks to remove the amorphous silicon 74 containing impurities in region A, which is a back channel portion of the active layer 58. At this time, it should be noted that when removing the amorphous silicon 74 containing the impurity, the etching time should be well adjusted so as not to be etched to the amorphous silicon region 72 below. Inevitably, in a liquid crystal display device employing a back channel etching thin film transistor, amorphous silicon 72 is overetched in the back channel portion A by about 50 to 100 nm. This is because there is no etching selectivity between the amorphous silicon 74 containing impurities and the pure amorphous silicon 72. Therefore, considerable care must be taken in etching the back channel portion A. FIG.

최종적으로 도 6d에 도시된 바와 같이 절연막을 증착하고 제 4 마스크로 패터닝하여 액티브층(58)을 보호하기위해 보호막(76)을 형성한다. 상기 보호막(76)은 액티브층(58)의 백 채널 부분(A)의 불안정한 에너지 상태 및 식각시 발생하는 잔류물질에 의해 박막 트랜지스터 특성에 나쁜 영향을 키칠 수 있으므로 무기질의 실리콘 질화막(SiNx) 내지는 실리콘 산화막(SiO2)이나 유기질의 BCB(BenzoCycloButene)등으로 형성한다.Finally, as shown in FIG. 6D, an insulating film is deposited and patterned with a fourth mask to form a protective film 76 to protect the active layer 58. Since the passivation layer 76 may adversely affect the characteristics of the thin film transistor due to the unstable energy state of the back channel portion A of the active layer 58 and residual materials generated during etching, the passivation layer 76 may be formed of an inorganic silicon nitride layer (SiN x ). It is formed of a silicon oxide film (SiO 2 ) or organic BCB (BenzoCycloButene).

또한, 상기 보호막(76)은 박막 트랜지스터(S)의 채널영역과 화소영역(P)의주요 부분을 후속 공정시 발생 가능한 습기나 스크래치(scratch)성 불량으로부터 보호하기 위하여 고 광투과율과 내습 및 내구성이 있는 물질을 증착한다.In addition, the passivation layer 76 has a high light transmittance, moisture resistance, and durability in order to protect the channel region and the main portion of the pixel region P of the thin film transistor S from moisture or scratch resistance defects that may occur during subsequent processes. This material is deposited.

게다가, 상기 도 5에서 도시된 절단홈(52) 및 각종 연결부를 형성하기 위한 접속홀(미도시)을 제 4 마스크로 형성한다.In addition, a connection hole (not shown) for forming the cutting groove 52 and various connection parts shown in FIG. 5 is formed as a fourth mask.

도 7은 도 5의 절단선 Ⅶ-Ⅶ'으로 자른 단면을 도시한 도면이다. 즉, 상기 절단홈(52)을 상세히 설명하기 위한 도면으로 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII 'of FIG. 5. That is, the configuration of the cutting groove 52 in detail is as follows.

먼저, 기판(1) 상에 투명의 게이트 배선(50b)과 불투명 금속의 게이트 배선(50a)의 2층 구조의 게이트 배선(50)이 형성되고, 상기 게이트 배선(50) 상에 3층의 반도체층이 위치한다. 상기 3층의 반도체층은 도 6b에 도시된 3층의 반도체층(58)과 같은 구조이다.First, a gate wiring 50 having a two-layer structure of a transparent gate wiring 50b and an opaque metal gate wiring 50a is formed on the substrate 1, and three layers of semiconductors are formed on the gate wiring 50. The floor is located. The three semiconductor layers have the same structure as the three semiconductor layers 58 shown in Fig. 6B.

그리고 상기 3층 구조의 반도체층 상에는 스토리지 전극(53a)이 형성되어 있다. 또한, 상기 스토리지 전극(53a)의 양 끝단 근처에는 절단홈(52)이 형성되어 있다. 상기 절단홈(52)의 기능은 상기 스토리지 전극(53a)의 전위가 높아짐에 따라 스토리지 캐패시터(53)에 저장되는 전하가 많아짐으로써, 상기 스토리지 전극(53a) 하부의 불순물이 함유된 비정질 실리콘(74)을 통해 전하가 누설되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 절단홈(52)은 스토리지 전극(53a)과 소정 간격 이격된 위치에서 3층 구조의 반도체층의 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 포함하여 상기 게이트 배선(50) 상부까지 형성되어 있다.The storage electrode 53a is formed on the three-layer semiconductor layer. In addition, cutting grooves 52 are formed near both ends of the storage electrode 53a. The function of the cutting groove 52 is that the charge stored in the storage capacitor 53 increases as the potential of the storage electrode 53a increases, and thus, amorphous silicon 74 containing impurities below the storage electrode 53a. This is to prevent the leakage of charge through). The cutting groove 52 is formed up to an upper portion of the gate wiring 50 including amorphous silicon containing impurities of a three-layer semiconductor layer at positions spaced apart from the storage electrode 53a by a predetermined distance.

도 8은 상기 스토리지 캐패시터(53)와 상기 스토리지 전극(53a) 및 게이트 배선(50)의 관계를 도시한 도면으로, 도 5의 절단선 Ⅷ-Ⅷ'를 따라 자른 단면도이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between the storage capacitor 53, the storage electrode 53a, and the gate wiring 50, and is a cross-sectional view taken along the cutting line ′-′ ′ of FIG. 5.

도 8에 도시된 바와 같이 게이트 배선(50) 상에 3층의 반도체층이 형성되고, 상기 3층의 반도체층 및 화소전극(66)의 일부를 덮는 스토리지 전극(53a)이 형성되어 있다. 여기에서, 실질적으로 스토리지 캐패시터(53)의 정전용량은 상기 게이트 배선(50)과 상기 스토리지 전극(53a)이 겹치는 부분이 된다. 그리고, 상기 게이트 배선(50)과 상기 스토리지 전극(53a) 사이에 형성된 3층의 반도체층은 상기 스토리지 캐패시터(53)의 유전체 역할을 하게되는 것이다.As illustrated in FIG. 8, three semiconductor layers are formed on the gate line 50, and a storage electrode 53a covering the three semiconductor layers and a part of the pixel electrode 66 is formed. Here, the capacitance of the storage capacitor 53 substantially becomes a portion where the gate wiring 50 and the storage electrode 53a overlap. In addition, the three semiconductor layers formed between the gate wiring 50 and the storage electrode 53a serve as a dielectric of the storage capacitor 53.

또한, 상기 화소전극(66), 상기 스토리지 전극(53a) 및 반도체층 상부에는 보호막(76)이 형성되어 소자들을 보호하고 있다.In addition, a passivation layer 76 is formed on the pixel electrode 66, the storage electrode 53a, and the semiconductor layer to protect the devices.

상술한 본 발명의 실시예는 기판 상에 투명 도전물질 및 불투명한 금속을 적층 구조로 연속 증착하고, 두번의 마스크 공정만으로 게이트 배선, 게이트 전극 및 화소전극을 형성할 수 있어서, 최종적으로 네번의 마스크 공정에 의해 박막 트랜지스터 기판을 형성할 수 있었다.In the above-described embodiment of the present invention, the transparent conductive material and the opaque metal are continuously deposited in a stacked structure on the substrate, and the gate wiring, the gate electrode, and the pixel electrode can be formed by only two mask processes, and finally, four masks. The thin film transistor substrate could be formed by the step.

그리고, 네번의 마스크만으로 박막 트랜지스터 기판을 제작함으로써, 미스-얼라인으로 인한 수율 감소를 사전에 방지할 수 있다.In addition, by manufacturing the thin film transistor substrate using only four masks, a decrease in yield due to misalignment can be prevented in advance.

또한, 게이트 배선 및 게이트 전극의 게이트 구성요소를 2층구조로 형성함으로써, 상기 게이트 구성요소의 패터닝시에 발생할 수 있는 전극의 단락 내지는 단선을 방지할 수 있다.In addition, by forming the gate wiring and the gate component of the gate electrode in a two-layer structure, it is possible to prevent the short circuit or disconnection of the electrode that may occur during the patterning of the gate component.

상술한 본 발명의 실시예로 액정 표시장치를 제작할 경우 다음과 같은 특징이 있다.When manufacturing a liquid crystal display according to the embodiment of the present invention described above has the following features.

첫째, 박막 트랜지스터 기판을 4개의 마스크로 제작할 수 있기 때문에 제작 시간이 단축된다.First, since the thin film transistor substrate can be manufactured with four masks, the manufacturing time is shortened.

둘째, 박막 트랜지스터 기판을 4개의 마스크로 구성할 수 있기 때문에, 미스-얼라인으로 인한 수율 감소를 방지할 수 있다.Second, since the thin film transistor substrate can be configured with four masks, it is possible to prevent a decrease in yield due to misalignment.

셋째, 액정 표시소자 제작 공정의 감소로 인해 원가절감 효과가 있다.Third, there is a cost reduction effect due to the reduction of the manufacturing process of the liquid crystal display device.

넷째, 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 2층 구조로 형성함으로써, 상기 게이트 전극 형성시, 게이트 전극의 단선으로 인한 불량화소를 줄일 수 있는 장점이 있다.Fourth, by forming the gate electrode of the thin film transistor in a two-layer structure, when forming the gate electrode, there is an advantage that can reduce the defective pixels due to disconnection of the gate electrode.

Claims (7)

기판과;A substrate; 상기 기판 상에 투명한 도전물질과 불투명한 금속의 2층 구조로 형성된 게이트 전극 및 게이트 배선과;A gate electrode and a gate wiring formed on the substrate in a two-layer structure of a transparent conductive material and an opaque metal; 상기 게이트 전극과 소정간격 이격되고, 상기 투명한 도전물질과 동일층 및 동일물질의 화소전극과;A pixel electrode spaced apart from the gate electrode at a predetermined interval and formed of the same layer and the same material as the transparent conductive material; 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘 순으로 형성되고, 상기 게이트 전극 및 게이트 배선을 덮는 3층 구조의 반도체층과;A three-layer semiconductor layer formed of an insulating film, pure amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities and covering the gate electrode and the gate wiring; 상기 게이트 전극 상부의 상기 3층 구조의 반도체층 상에 형성된 소스 전극 및 상기 화소전극과 접촉하는 드레인 전극과;A source electrode formed on the three-layer semiconductor layer on the gate electrode and a drain electrode in contact with the pixel electrode; 전단 게이트 배선을 제 1 스토리지 전극으로 하고, 상기 제 1 스토리지 전극 상부에 상기 게이트 배선 폭 보다 작은 제 2 스토리지 전극을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 스토리지 전극 사이에 형성되고 상기 제 2 스토리지 전극의 양 가장자리근처 상기 제 1 스토리지 전극이 노출된 절단홈을 갖는 유전층을 포함하는 스토리지 캐패시터A first gate electrode is formed as a first storage electrode, and includes a second storage electrode on the first storage electrode, the second storage electrode being smaller than the gate wiring width, and formed between the first and second storage electrodes. A storage capacitor including a dielectric layer having a cutting groove exposing the first storage electrode near both edges 을 포함하는 액정 표시장치.Liquid crystal display comprising a. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 불투명한 금속은 크롬, 알루미늄, 알루미늄 합금, 몰리브덴, 탄탈, 텅스텐, 안티몬으로 구성된 집단에서 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The opaque metal is a liquid crystal display, characterized in that the material selected from the group consisting of chromium, aluminum, aluminum alloy, molybdenum, tantalum, tungsten, antimony. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 투명한 도전물질은 ITO인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.And the transparent conductive material is ITO. 기판 상에 형성된 화소전극과 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터를 포함하는 액정 표시장치로서,A liquid crystal display comprising a storage capacitor electrically connected to a pixel electrode formed on a substrate. 상기 스토리지 캐패시터는 상기 기판 상에 실질적으로 투명한 도전물질과 실질적으로 불투명한 금속의 2층 구조로 형성된 제 1 스토리지 전극과;The storage capacitor includes: a first storage electrode formed on the substrate in a two-layer structure of a substantially transparent conductive material and a substantially opaque metal; 상기 제 1 스토리지 전극 상에 형성된 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘의 3층 구조로된 유전층과;A dielectric layer having a three-layer structure of an insulating film formed on the first storage electrode, pure amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities; 상기 유전층 상에 상기 화소전극과 연결된 제 2 스토리지 전극A second storage electrode connected to the pixel electrode on the dielectric layer 을 포함하는 액정 표시장치.Liquid crystal display comprising a. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 화소전극은 상기 제 1 스토리지 전극의 투명한 도전물질과 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.The pixel electrode is the same material as the transparent conductive material of the first storage electrode. 기판을 구비하는 단계와;Providing a substrate; 상기 기판 상에 투명한 도전금속 및 불투명한 도전금속을 연속 증착하고 패터닝하여 각각 2층 구조의 게이트 전극과 화소전극을 형성하는 단계와;Continuously depositing and patterning a transparent conductive metal and an opaque conductive metal on the substrate to form a gate electrode and a pixel electrode each having a two-layer structure; 상기 2층의 게이트 전극 및 화소전극과 노출된 기판 전면에 절연막, 순수 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘의 적층으로된 3층의 반도체층을 연속 증착하고 패터닝하여 상기 2층의 게이트 전극을 덮는 액티브층을 형성하고, 상기 2층 구조로된 화소전극을 불투명 도전금속층을 제거하여 투명한 도전금속의 1층 구조로 형성하는 단계와;A three-layer semiconductor layer formed of a stack of an insulating film, pure amorphous silicon, and an amorphous silicon containing impurities on the entire surface of the gate electrode and the pixel electrode and the exposed substrate, and subsequently patterning the semiconductor layer to cover the gate electrode of the two layers. Forming an active layer and removing the opaque conductive metal layer to form a single layer structure of a transparent conductive metal by removing the opaque conductive metal layer; 상기 액티브층과 화소전극 상에 금속을 증착하고 패터닝하여 상기 게이트 전극 상부 상기 액티브층 상에 소스전극과, 상기 소스전극과 소정간격 이격되고 상기 화소전극과 접촉하는 드레인 전극을 형성하는 단계와;Depositing and patterning metal on the active layer and the pixel electrode to form a source electrode on the active layer on the gate electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode and in contact with the pixel electrode; 상기 소스 및 드레인 전극, 노출된 3층의 액티브층 및 화소전극 상에 보호층을 증착하는 단계Depositing a protective layer on the source and drain electrodes, the exposed three active layers and the pixel electrode 를 포함하는 액정 표시장치 제조방법.Liquid crystal display manufacturing method comprising a. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 소스 및 드레인 전극을 마스크로하여 상기 소스전극과 상기 드레인 전극의 이격된 부분 하부에 형성된 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 식각하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자 제조방법.And etching the amorphous silicon containing impurities formed under the spaced apart portions of the source electrode and the drain electrode using the source and drain electrodes as masks.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100394027B1 (en) * 2000-12-27 2003-08-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Liquid Crystal Display Panel For low Resistance Line and Method for the same
KR100831294B1 (en) * 2001-03-10 2008-05-22 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display and manufacturing method of the same
KR100456137B1 (en) * 2001-07-07 2004-11-08 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Array Substrate of Liquid Crystal Display and Fabricating Method Thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432625A (en) * 1992-03-30 1995-07-11 France Telecom Etablissement Autonome De Droit Public Display screen having opaque conductive optical mask and TFT of semiconductive, insulating, and conductive layers on first transparent conductive film
KR970059801A (en) * 1996-01-18 1997-08-12 구자홍 Structure and manufacturing method of TFT-LCD (LCD)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432625A (en) * 1992-03-30 1995-07-11 France Telecom Etablissement Autonome De Droit Public Display screen having opaque conductive optical mask and TFT of semiconductive, insulating, and conductive layers on first transparent conductive film
KR970059801A (en) * 1996-01-18 1997-08-12 구자홍 Structure and manufacturing method of TFT-LCD (LCD)

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