KR100336893B1 - 박막트랜지스터-액정표시소자의제조방법 - Google Patents

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KR100336893B1
KR100336893B1 KR10-1998-0055673A KR19980055673A KR100336893B1 KR 100336893 B1 KR100336893 B1 KR 100336893B1 KR 19980055673 A KR19980055673 A KR 19980055673A KR 100336893 B1 KR100336893 B1 KR 100336893B1
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Abstract

본 발명은 사진 식각 공정수를 줄이어, 제조 공정 시간을 줄이면서, 수율을 증대시킬수 있는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 전기적 신호를 전달하기 위한 패드가 가장자리에 구비된 절연 기판 상부에 투명 금속막과 게이트 버스 라인용 금속막을 적층한다음, 제 1 사진 식각 공정으로 상기 금속막과 투명 금속막을 소정 부분 식각하여, 게이트 버스 라인을 형성함과 동시에 화소 전극 영역을 한정하는 단계와, 상기 절연 기판 상부에 게이트 절연막 및 채널층용 막을 형성한다음, 상기 채널층용막을 제 2 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여 상기 게이트 버스 라인 상부 소정 부분에 채널층을 형성하는 단계와, 상기 화소 전극 영역 상부에 덮혀있는 게이트 절연막과 게이트 전극용 금속막을 제 3 사진 식각 공정을 통하여 제거하여, 투명 금속막을 오픈시켜서 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 절연 기판 상부에 데이터 버스 라인용 금속막을 형성한다음, 제 4 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여, 데이터 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 스토리지 전극을 형성하는 단계와, 절연 기판 상부에 패시베이션막을 증착한다음, 제 5 사진 식각 공정으을 통하여, 상기 화소 전극 부분이 오픈되도록 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법
본 발명은 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 공정 단계를 감소시킬 수 있는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 소자에 있어서, 액티브 매트릭스형 액정 표시 소자는 고속 응답성을 갖고, 많은 화소의 갯수를 갖는다. 이에 따라, 디스플레이 화면의 고 화질화, 대형화, 컬러 화면화 등을 실현하는 특성을 지니며, 휴대형 TV, 노트북 PC, 자동차 항법 장치 등에 이용된다.
이러한 액티브 매트릭스형 액정 표시 소자에서, 화소 전극을 선택적으로 온/ 오프시키기 위하여 게이트 라인과 데이타 라인이 교차하는 점에 다이오드나 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자가 배치, 설계된다.
이러한 박막 트랜지스터를 포함하는 종래의 액정 표시 소자의 제조방법을 도 1을 참조하여 설명한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 절연 기판(1) 표면에 게이트 전극 배선용 금속층 예를들어, 알루미늄과 같은 전도 특성이 우수한 금속막(도시되지 않음)을 소정 두께로 증착한다. 그리고나서, 제 1 사진 식각 공정을 통하여, 금속막을 패터닝하여, 게이트 전극 배선(2)을 형성한다. 이어서, 게이트 전극 배선(2)을 포함하는 절연 기판(1) 상부에 게이트 절연막(3)을 소정 두께로 증착한 다음, 박막 트랜지스터의 채널 역할을 하는 비정질 실리콘층(4)을 순차적으로 증착한다. 이어서, 비정질 실리콘층(4) 상부에 이후의 식각 공정시, 비정질 실리콘층(4)이 유실됨을 방지하기 위하여, 에치 스톱퍼용 실리콘 질화막이 증착된 후, 제 2 사진 식각 공정을 통하여 실리콘 질화막을 소정 부분 식각하여, 에치 스톱퍼(5)를 형성한다. 그런다음, 에치 스톱퍼(5)를 포함하는 비정질 실리콘층(3) 상부에, 불순물이 도핑된 오믹층(6)이 증착된다. 그후, 제 3 사진 식각 공정을 통하여, 불순물이 도핑된 오믹층(6)과 비정질 실리콘층(4)을 박막 트랜지스터 예정 영역에 존재하도록 패터닝한다. 그리고나서, 결과물 상부에 화소 전극용 ITO막을 소정 두께로 증착한다음, 제 4 사진 식각 공정을 통하여 패터닝하여, 화소 전극(7)을 형성한다. 그후, 도면에 도시되지 않았지만, 절연 기판(1) 상에 형성된 패드(이후에 형성될 도선과 연결될 영역)가 오픈될 수 있도록, 제 5 사진 식각 공정을 통하여 게이트 절연막을 식각하여, 콘택홀(도시되지 않음)을 형성한다. 이어서, 결과물 상부에는 데이터 전극 배선용 금속막을 소정 두께로 형성한다. 이때, 이 금속막은 콘택홀을 통하여 노출된 패드와 콘택됨과 아울러, 상기 화소 전극(7)과도 접촉된다. 그후, 금속막은 제 6 사진 식각 공정을 통하여, 소정 부분 식각하여, 데이터 전극 배선(도시되지 않음)과 일체인 소오스 전극(8a)과, 비정질 실리콘(4)과 화소 전극(7)을 연결하는 드레인 전극(8b)을 형성한다. 따라서, 박막 트랜지스터가 완성된다. 끝으로, 결과물 상부에 절연막을 피복하고, 제 7 사진 식각 공정을 통하여, 상기 박막 트랜지스터를 감싸도록 식각하여, 보호막(9)을 형성한다.
그러나, 상기한 종래의 박막 트랜지스터-액정 표시 소자는 게이트 버스 라인을 형성하는 공정, 에치 스톱퍼를 형성하는 공정, 액티브 영역을 한정하는 공정, 화소 전극을 형성하는 공정, 게이트 절연막을 식각하여 패드 부분에 콘택홀을 형성하는 공정, 데이터 버스 라인을 형성하는 공정, 화소 전극 상부의 패시베이션막을 제거하는 공정등, 적어도 7번의 사진 식각 공정을 진행하여야 한다.
이때, 상기한 사진 식각 공정은 그 자체 공정만으로도 레지스트 도포 공정, 노광 공정, 현상 공정, 식각 공정, 레지스트 제거공정을 포함하므로, 한 번의 스텝으로도 장시간이 소요된다.
이에따라, 상기와 같은 박막 트랜지스터-액정 표시 장치를 형성하기 위하여는 다수번의 사진 식각 공정이 요구되므로, 매우 긴 시간이 소요되어, 제조 비용이 상승하게 되고, 수율이 저하된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사진 식각 공정수를 줄이어, 제조 공정 시간을 줄이면서, 수율을 증대시킬수 있는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 7번의 사진 식각 공정으로 형성되는 액정 표시 소자의 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터-액정표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 제조 공정별 단면도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 제조 공정별 평면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11: 절연 기판 12 : ITO막
13 : 게이트 버스 라인용 금속막 13a : 게이트 버스 라인
13b : 화소 전극 영역 14 : 게이트 절연막
15 : 채널층 16 : 데이터 버스 라인
16a : 소오스 전극 16b : 드레인 전극
16c : 스토리지 전극 17 : 패시베이션막
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 전기적 신호를 전달하기 위한 패드가 가장자리에 구비된 절연 기판 상부에 화소전극 형성용 투명 금속막과 게이트 버스 라인용 금속막을 적층한 다음, 제 1 사진 식각 공정으로 상기 금속막과 투명 금속막을 소정 부분 식각하여, 게이트 버스 라인을 형성함과 동시에 화소 전극 영역을 한정하는 단계와, 상기 절연 기판 상부에 게이트 절연막 및 채널층용 막을 형성한다음, 상기 채널층용 막을 제 2 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여 상기 게이트 버스 라인 상부 소정 부분에 채널층을 형성하는 단계와, 상기 화소 전극 영역 상부에 덮혀있는 게이트 절연막과 게이트 버스라인용 금속막을 제 3 사진 식각 공정을 통하여 제거하여, 투명 금속막을 오픈시켜서 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 절연 기판 상부에 데이터 버스 라인용 금속막을 형성한다음, 제 4 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여, 데이터 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 스토리지 전극을 형성하는 단계와, 절연 기판 상부에 패시베이션막을 증착한다음, 제 5 사진 식각 공정을 통하여, 상기 화소 전극 부분이 오픈되도록 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 5번의 사진 식각 공정으로 박막 트랜지스터-액정 표시 소자를 형성할 수 있으므로, 종래보다 2번의 사진 식각 공정을 줄일 수 있다.
이에따라, 공정이 단순해지고, 단시간내에 낮은 제조 비용으로 박막 트랜지스터-액정 표시 소자를 형성할 수 있다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 제조 공정별 단면도이고, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 제조 공정별 평면도이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 절연 기판(11) 예를들어, 투명 유리 기판 상부에 투명 금속막, 예를들어 ITO막(12)을 증착한다음, 그 상부에 게이트 버스 라인용 금속막(13)을 증착한다. 그다음, 게이트 버스 라인 및 화소 전극의 형태로 상기 금속막(13)과 ITO막(12)을 제 1 사진 식각 공정을 이용하여 패터닝한다. 여기서, 도 3a는 금속막(13)과 ITO막(12)을 패터닝하여 게이트 버스 라인(13a)과 화소 전극 영역(13b)이 구축된 상태를 나타낸 평면도이다.
그후, 도 2b에서와 같이, 절연 기판(11) 결과물 상부에 게이트 절연막(14)을 형성한 다음, 게이트 절연막(14) 상부에 비정질 실리콘막을 증착한다. 그리고나서, 비정질 실리콘막을 제 2 사진 식각 공정을 이용하여, 패터닝해서 채널층(15)을 형성한다. 따라서, 도 3b와 같이, 채널층(15)이 게이트 버스 라인(13a)의 소정 부분 상부에 배치된다.
그런다음, 도 2c에 도시된 바와 같이, 화소 전극 영역(13b) 상부에 있는 게이트 절연막(14) 및 게이트 전극용 금속막(13)의 일부를 제 3 사진 식각 공정을 통하여 제거한다. 이러한 식각 공정으로 화소 전극 영역(13b)에 있는 ITO막(12)이 오픈되어, 화소 전극이 형성된다. 이때, 도 3c에서와 같이, 화소 전극(12)의 가장자리 부분에는 틀 형태로 게이트 전극용 금속막(13)이 둘러싸여 있도록 패터닝하여, 화소 전극(12) 외곽에서 발생되는 광 누설등을 차폐하도록 한다. 또한, 상기 화소 전극(12)을 오픈 시키는 공정과 동시에, 기판 외곽에 형성되어 있는 패드 부분을 오픈 시킨다.
그리고나서, 도 2d 및 도 3d에서와 같이, 결과물 상부에 데이터 버스 라인용 금속막을 증착한 다음, 제 4 사진 식각 공정을 통하여 패터닝하여, 게이트 버스 라인(13a)과 수직으로 교차되는 데이터 버스 라인(16)과 데이터 버스 라인(16)으로부터 연장되면서 채널층(15)의 일측에 형성되는 소오스 전극(16a)과 채널층(15)의 타측에 형성되고 화소 전극(12)과 콘택되는 드레인 전극(16b) 및 해당 게이트 버스 라인(13a)의 직전에 배치된 게이트 버스 라인과 오버랩되면서 화소 전극(12)과 콘택되어 보조 용량 캐패시터를 형성하는 스토리지 전극(16c)을 형성한다.
그후, 도 2e 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 결과물 전체에 패시베이션막(17)을 증착한 다음, 상기 화소 전극(12) 영역이 오픈되도록 제 5 사진 식각 공정을 통하여 식각하여, 박막 트랜지스터-액정 표시 소자가 완성된다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 5번의 사진 식각 공정으로 박막 트랜지스터-액정 표시 소자를 형성할 수 있으므로, 종래보다 2번의 사진 식각 공정을 줄일 수 있다.
이에따라, 공정이 단순해지고, 단시간내에 낮은 제조 비용으로 박막 트랜지스터-액정 표시 소자를 형성할 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (4)

  1. 전기적 신호를 전달하기 위한 패드가 가장자리에 구비된 절연 기판 상부에 화소전극 형성용 투명 금속막과 게이트 버스 라인용 금속막을 적층한다음, 제 1 사진 식각 공정으로 상기 금속막과 투명 금속막을 소정 부분 식각하여, 게이트 버스 라인을 형성함과 동시에 화소 전극 영역을 한정하는 단계;
    상기 절연 기판 상부에 게이트 절연막 및 채널층용 막을 형성한다음, 상기 채널층용막을 제 2 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여 상기 게이트 버스 라인 상부 소정 부분에 채널층을 형성하는 단계;
    상기 화소 전극 영역 상부에 덮혀있는 게이트 절연막과 게이트 버스라인용 금속막을 제 3 사진 식각 공정을 통하여 제거하여, 상기 투명 금속막을 오픈시켜서 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 절연 기판 상부에 데이터 버스 라인용 금속막을 형성한다음, 제 4 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여, 데이터 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 스토리지 전극을 형성하는 단계;
    상기 절연 기판 상부에 패시베이션막을 증착한다음, 제 5 사진 식각 공정을 통하여, 상기 화소 전극 부분이 오픈되도록 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 사진 식각 공정을 통하여 화소 전극을 형성하는 단계에서,
    상기 화소 전극의 가장자리 부분에 게이트 전극용 금속막이 남아있도록 식각하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 사진 식각 공정을 진행함과 동시에 패드 오픈 공정이 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 사진 식각 공정을 통하여 소정 부분 패터닝하여, 데이터 버스 라인, 소오스, 드레인 전극 및 스토리지 전극을 형성하는 단계에서,
    상기 스토리지 전극은 상기 화소 전극과 콘택되면서 해당 게이트 버스 라인의 직전에 배치된 게이트 버스 라인과 오버랩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터-액정 표시 소자의 제조방법.
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