KR100338480B1 - 액정표시장치및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 단순화된 공정을 통해 불량을 방지하고 수율을 증가시키기 위한 것이다.
본 발명은 기판과 상기 기판상에 제1도전층으로 형성된 게이트전극과, 게이트패드와 소오스패드와 상기 기판 전면에 형성된 게이트절연막과 상기 게이트전극상의 게이트절연막상에 형성된 반도체층과 불순물이 포함된 반도체층과 상기 반도체층상에 형성된 소오스전극 및 드레인전극과 기판전면에 형성한 보호층과 상기 보호층과 상기 게이트절연막을 식각하여 상기 소오스패드를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제2콘택홀과 상기 게이트패드 부분을 노출시키는 제3콘택홀과 상기 소오스전극을 노출시키는 제4콘택홀과 상기 제2콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접속된 화소전극과 상기 제l콘택홀과 상기 제4콘택홀을 통해 상기 소오스패드와 상기 소오스전극을 연결하는 투명도전층을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 단순화된 공정을 통해 화소물질인 ITO(Indium Tin Oxide)전극이 소정보호막공정후에 형성되는 IOP(ITO on passivation)구조를 갖는 액정표시장치 및 그 제조방법에서 5회의 포토 마스크(Photo Mask)를 사용함으로써 제작비 절감은 물론 게이트물질과 소스 드레인 물질의 접촉저항을 불량방지 및 수율 증대에 기여하는 방법에 관한 것이다.
액정표시소자(LCD;Liquid Crystal Display)를 제작하기 위해서는 액정을 구동하기 위한 TFT(Thin Film Transistor)를 제조해야 한다.
액정표시소자의 구동소자인 TFT를 포함한 액정표시장치의 구동부를 제작하기 위한 종래의 방법을 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1도 (a)에 도시된 바와 같이 투명 유리기판(1)위에 도전층을 형성한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 활성층 구동을 위해 전압을 인가하기 위한 게이트(2), 게이트 물질의 스토리지 커패시터전극(2D)과 소오스 패드(2A) 및 게이트패드(2B)를 형성한다.
이어서 제1도 (b)에 도시된 바와 같이 상기 게이트(2)를 전기적으로 절연시키기 위해 질화막이나 산화막과 같은 게이트절연막(3)을 기판 전면에 형성한 후, 이위에 활성층 형성을 위한 반도제층(4)으로서, 비정질실리콘층을 형성하고, 활성층과 후에 형성되는 소오스 및 드레인과의 접촉저항을 고려하여 오믹 콘택층으로서, 불순물이 도핑된 반도체층(5)을 상기 비정질실리콘층(4)상에 형성한다. 이어서 상기 불순물이 도핑된 반도체층(5) 및 비정질실리콘층(4)을 소정의 활성층패턴으로패터닝한다.
다음에 외부구동회로에서 게이트와 소오스에 정보를 전달하기 위해서는 배선 (wiring)을 위한 패드가 필요한데, 이를 위해 제1도 (c)에 도시된 바와 같이 상기 게이트절연막(3)을 선택적으로 식각하여 상기 소오스패드(2A) 및 게이트패드(2B)를 노출시킨다.
이어서 제1도 (d)에 도시된 바와 같이 기판 전면에 화소전극 형성을 위한 투명 도전층으로서, ITO를 증착한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 소자의 구동에 의해 전달된 데이타를 받아 저장하여 액정을 구동시키기 위한 화소전극(6)을 화소부에 형성하고, 상기 소오스패드(2A) 및 게이트패드(2B)상부애도 ITO패턴(6A, 6B)을 형성한다.
다음에 제1도 (e)에 도시된 바와 같이 기판상부에 도전층을 형성한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 데이타배선으로부터의 데이타신호를 받기 위한 소오스전극(7) 및 화소전극(6)으로 상기 소오스전극(7)을 통해 들어온 신호를 전달시키기 위한 드레인전극(8)을 형성한다. 이와 같이 함으로써 활성층부분에는 트랜지스터가 행성되며, 소오스전극(7)은 상기 소오스패드(2A)와 접속되어 신호가 전달되게 되며, 드레인전극(8)은 불순물이 포함된 반도체층(5) 및 화소전극(6)과 접촉되어 형성됨으로써 소오스전극(7)으로부터의 신호를 화소전극(6)으로 전달하게 된다.
이어서 제1도 (f)에 도시된 바와 같이 기판 전면에 외부의 공기와 반도체소자 영역을 차단시킴으로써 습기 및 불순물의 흡착을 방지하기 위한 보호층 (passivation)(9)으로서, 예컨대 질화막을 증착한 후, 이를 선택적으로 식각하여상기 소오스패드(2A) 및 게이트패드(2B) 부위를 노출시킴으로써 TFT제조를 완료한다.
상기한 종래기술에 있어서는 도전체인 소오스전극(7)과 화소전극(6)으로 사용되는 ITO 물질이 게이트절연막(3)위의 동일평면상태 존재하므로 공정 불량에 의해 두 물질이 단락될 우려가 있어 수율 확보가 어려운 문제가 있다.
또한, 소오스 배선을 위한 소오스패드가 게이트헝성물질로 구성되고, 후속공정에서 소오스전극 물질과 접촉하는 구조로 되어 있어 접촉저항이 문제가 될 수 있다. 또한, 전체 제조공정에서 필요한 포토 마스크수가 6개이상(게이트와 스토리지 커패시터전극과 소오스패드 및 게이트패드의 패터닝시, 활성층패턴 형성시, 패드부 노출을 위한 게이트절연막 패터닝시, 화소전극 형성시, 소오스 및 드레인전극 형성시, 패드부 노출을 위한 보호막 패터닝시등)이 되므로 제조비용의 증가, 공정단계의 증가등으로 인한 수율 저하의 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 단순화된 공정을 통해 불량을 방지하고 수율을 증가시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 기판과 상기 기판상에 제1도전층으로 형성된 게이트전극과, 게이트패드와 소오스패드와 상기 기판 전면에 형성된 게이트절연막과 상기 게이트전극상의 게이트절연막상에 형성된 반도체층과 불순물이 포함된 반도체층과 상기 반도체층상에 형성된 소오스전극 및 드레인전극과 기판전면에 형성한 보호층과 상기 보호층과 상기 게이트절연막을 식각하여 상기소오스패드를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제2콘택홀과 상기 게이트패드 부분을 노출시키는 제3콘택홀과 상기 소오스전극을 노출시키는 제4콘택홀과 상기 제2콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접속된 화소전극과 상기 제1콘택홀과 상기 제4콘택홀을 통해 상기 소오스패드와 상기 소오스전극을 연결하는 투명도전층을 가지는 것을 포함하여 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치의 제조방법 기판상에 제1도전층을 형성하는 단계, 상기 제1도전층을 패터닝하여 게이트전극과 게이트패드 및 소오스패드를 각각 형성하는 단계, 기판 전면에 절연막과, 반도체층 및 불순물이 포함된 반도제층을 연속적으로 형성하는 단계, 상기 불순물이 포함된 반도체층 및 반도체층을 활성층패턴으로 패터닝하는 단계, 기판전면에 제2도전층을 형성하는 단계, 상기 제2도전층을 패터닝하여 소오스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계, 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계, 상기 보호막 및 상기 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 소오스패드를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제2콘택홀, 상기 게이트패드부분을 노출시키는 제3콘택홀 및 상기 소오스전극의 일부를 노출시키는 제4콘택홀을 각각 형성하는 단계, 기판전면에 투명도전층을 형성하는 단계, 상기 제2콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접속되는 화소전극, 상기 제3콘택홀을 통해 상기 게이트패드와 접속되는 투명도전층과 상기 제1콘택홀과 제4콘택홀을 통해 상기 소오스패드와 상기 소오스전극을 연결하는 투명도전층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도에 본 발명에 의한 액정표시장치의 제조방법을 공정순서에 따라 도시하였다.
먼저, 제2도 (a)에 도시된 바와 같이 투명 유리기판(1)위에 도전층을 형성한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 활성층 구동을 위해 전압을 인가하기 위한 게이트(2)와 게이트물질의 스토리지 캐패시터전극(2D) 및 게이트패드(2C)를 형성한다.
이어서 제2도 (b)에 도시된 바와 같이 상기 게이트(2)를 전기적으로 절연시키기 위해 질화막이나 산화막과 같은 게이트절연막(3)을 기판 전면에 형성한 후, 이위에 활성층 형성을 위한 반도체층(4)으로서, 비정질실리콘층을 화학기상증착법에 의해 형성하고, 활성층과 후에 형성되는 소오스 및 드레인과의 접촉저항을 고려하여 오믹콘택층으로서, 불순물이 도핑된 반도체층(5)을 상기 비정질실리콘층(4)상에 화학기상증착법에 의해 형성한다. 이어서 상기 불순물이 포함된 반도체층(5) 및 비정질실리콘층(4)을 소정의 활성층패턴으로 패터닝한다. 다음에 제2도 (c)에 도시된 바와 같이 기판 상부에 소오스 및 드레인 형성을 위한 도전층을 스퍼터링에 의해 형성한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 소오스전극(7)과 드레인전극(8)을 형성하고, 소오스 및 드레인을 마스크로 하여 노출된 불순물이 포함된 반도체층(5) 부분을 식각한다. 이때, 소오스전극(7)은 트랜지스터영역 및 게이트절연막 상부의 소오스패드 형성영역까지 형성하여 소오스 배선을 위한 소오스패드(7A)의 역할까지 할 수 있도록 한다.
이어서 제2도 (d)에 도시된 바와 같이 기반 전면에 보호층(9)으로서, 예컨대 질화막을 화학기상증착법에 의해 형성한 후, 상기 보호층(9) 및 게이트절연막(3)의소정부분을 선택적으로 식각하여 게이트절연막(3) 상부의 소오스패드(7A) 부분의 소정영역과 드레인전극(8)의 소정영역 및 상기 게이트패드(2C)의 소정영역을 노출시킨다.
이때 노출된 패드(7A, 2C)는 외부와의 전기적 접속을 위한 것이다.
다음에 제2도 (e)에 도시된 바와 같이 기판상부에 ITO를 스퍼터링 또는 화학기상증착에 의해 증착한 후, 소정패턴으로 패터닝하여 상기 드레인전극(8) 상부에서 드레인과 접속되는 화소전극(6)을 형성함과 동시에 상기 소오스전극(7)과 동일층으로 형성되어 연결된 소오스패드(7A) 및 게이트패드(2C) 상부에 ITO 패턴(6A, 6B)을 각각 형성함으로써 본 발명의 TFT 제조를 완료한다.
이상과 같이 본 발명은 종래 화소전극을 패드공정후 또는 소오스 및 드레인 형성공정후에 형성하던 것을 패시베이션 공정후에 화소전극을 형성함으로써 소오스 및 드레인 형성물질과 화소전극 사이에 보호층이 개재되도톡 하여 두 물질이 연결되어 불량을 유발시키는 것을 방지한다.
또한, 게이트절연막 전면데포직후에 패드를 노출시키는 공정을 생략하고 패시베이션공정시 식각에 의해 소오스패드 및 게이트패드를 노출시켜 화소전극 형성시 그 구성물질인 ITO가 소오스패드 및 게이트패드 상부에 형성되도록 한다. 또한, 소오스패드는 게이트 형성시에 게이트 형성물질로 형성하지 않고 소오스 및 드레인 형성시에 소오스 형성물질로 함께 형성함으로써 소오스패드를 게이트 물질로 형성할 경우 발생하는 소오스패드와 소오스간의 접촉저항문제를 해결한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 제3도에 도시된 바와 같이 포토 마스크를 사용하는 공정단계를 기존의 패드와 패시베이션 마스크를 나누어 2회 실시하던 것을 1회의 포토 마스크 공정으로 진행하면서 소오스패드(2A)를 종래와 같이 게이트 물질로 게이트(2)와, 스토리지 캐패시터전극(2D)과 게이트패드(2B) 형성시 함께 형성하고, 게이트물질로 이루어진 소오스패드(2A)와 소오스전극(7)상의 절연층에 접촉홀을 형성한 다음, 화소전극 형성공정을 진행하여 화소전극(6C)물질로 소오스전극(7)과 소오스패드(2A)를 연결시킬 수도 있다.
즉, 투명 유리기판(1)위에 도전층을 형성한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 게이트(2)와 스토리지 캐패시터전극(2D)과 소오스 패드(2A) 및 게이트패드(2B)를 형성하고, 게이트절연막(3)을 기판 전면에 형성한 후, 이위에 비정질실리콘층 (4)과 불순물이 포함된 반도체층(5)을 차례로 형성한 다음 이들을 소정의 활성층패턴으로 패터닝한다.
다음에 기판 상부에 도전층을 형성한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 소오스전극(7)과 드레인전극(8)을 형성한 후, 기반 전면에 보호층(9)을 형성한 다음, 보호층(9)과 상기 게이트절연막(3)을 선택적으로 식각하여 상기 소오스 및 드레인전극을 노출시키는 콘택홀과 상기 소오스패드(2A) 및 게이트패드(2B)를 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 이어서 기판 전면에 ITO를 증착한 후, 이를 소정패턴으로 패터닝하여 상기 드레인전극(8)상의 콘택홀을 통해 드레인전극(8)과 접속되는 화소전극 (6)을 화소부에 형성하고, 상기 소오스패드(2A) 및 게이트패드(2B)상부에 콘택홀을 통해 접속되는 ITO패턴(6A, 6B, 6C)을 형성한다.
또한, 상기와 동일한 방법으로 리페어라인(refair line)이나 정전기 회로를구성할 경우에 있어서 게이트 물질과 소오스 물질을 연결할 필요가 있을때 제5도에 도시된 바와 같이 절연층(3, 9)의 소정부분에 접촉홀을 형성한 후, 화소전극 형성시에 화소전극 물질(6D)로 게이트(2)물질과 소오스전극(7)을 연결시킬 수도 있다. 제4도는 게이트물질과 소오스물질이 연결되는 일예의 회로도를 나타낸 것이고, 제5도는 이의 수직구조도를 나타낸 것이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래 6회 이상의 포토 마스크공정을 사용해야 액정표시장치의 TFT의 제작이 가능하던 것을 5회의 포토 마스크공정(게이트 형성공정, 활성층 형성공정, 소오스 및 드레인 형성공정, 패시베이션막 및 게이트절연막의 식각공정, 화소전극 형성공정)에 의해 제작할 수 있게 되므로 제조비용을 절감시킬 수 있으며, 소오스패드를 소오스전극 형성물질로 함께 형성하므로 소오스패드와 소오스전극의 접촉시 발생하는 접촉저항문제를 해결할 수 있고, 화소전극을 보호층 형성후에 형성하므로 화소전극과 소오스 및 드레인이 연결되어 발생하던 공정불량을 방지할 수 있게 된다.
제1도는 종래의 액정표시장치 제조방법을 도시한 공정순서도
제2도는 본 발명에 의한 액정표시장치 제조방법을 도시한 공정순서도
제3도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 제조방법을 도시한 공정순서도
제4도는 액정표시장치에서 게이트물질과 소오스물질이 연결되는 일예의 회로도
제5도는 제4도의 수직구조도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1.유리기판 2.게이트
2C.게이트패드 3.게이트절연막
4.반도체층(비정질실리콘층) 5.불순물이 포함된 반도체층
6.화소전극 6A, 6B, 6C, 6D.ITO패턴
7.소오스전극 8.드레인전극
7A.소오스패드 9.보호층

Claims (7)

  1. 기판과 상기 기판상에 제1도전층으로 형성된 게이트전극과, 게이트패드와 소오스패드와 상기 기판 전면에 형성된 게이트절연막과 상기 게이트전극상의 게이트절연막상에 형성된 반도체층과 불순물이 포함된 반도체층과 상기 반도체층상에 형성된 소오스전극 및 드레인전극과 기판전면에 형성한 보호층과 상기 보호층과 상기 게이트절연막을 식각하여 상기 소오스패드를 노출시키는 제l콘택홀과 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제2콘택홀과 상기 게이트패드 부분을 노출시키는 제3콘택홀과 상기 소오스전극을 노출시키는 제4콘택홀과 상기 제2콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접속된 화소전극과 상기 제1콘택홀과 상기 제4콘택홀을 통해 상기 소오스패드와 상기 소오스전극을 연결하는 투명도전층을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 기판상에 제1도전층을 형성하는 단계,
    상기 제1도전층을 패터닝하여 게이트전극과 게이트패드를 각각 형성하는 단계,
    기판전면에 절연막과, 반도체층 및 불순물이 포함된 반도체층을 연속적으로 형성하는 단계,
    상기 불순물이 포함된 반도체층 및 반도체층을 게이트전극상의 게이트 절연막 상에 패터닝하는 단계,
    기판 전면에 제2도전층을 형성하는 단계,
    상기 제2도전층을 패터닝하여 소오스전극 및 이에 연결된 소오스패드와 드레인 전극을 형성하는 단계,
    기판전면에 보호막을 형성하는 단계,
    상기 보호막 및 상기 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 소오스패드를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제2콘택홀 및 상기 게이드패드를 노출시키는 제3콘택홀을 각각 형성하는 단계,
    기판 전면에 투명도전층을 형성하는 단계,
    상기 투명도전층을 패터닝하여 상기 제1콘택홀을 통해 상기 소오스패드와 접속되는 투명도전층 패턴과 상기 제2콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접속되는 화소전극과 상기 제3콘택홀을 통해 상기 게이트패드와 접속되는 투명도전층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  3. 기판상에 제1도전층을 형성하는 단계,
    상기 제1도전층을 패터닝하여 게이트전극과 게이트패드 및 소오스패드를 각각 형성하는 단계,
    기판 전면에 절연막과, 반도체층 및 불순물이 포함된 반도체층을 연속적으로 형성하는 단계,
    상기 불순물이 포함된 반도체층 및 반도체층을 활성층패턴으로 패터닝하는 단계,
    기판전면에 제2도전층을 형성하는 단계,
    상기 제2도전층을 패터닝하여 소오스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계,
    기판 전면에 보호막을 형성하는 단계,
    상기 보호막 및 상기 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 소오스패드를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 제2콘택홀, 상기 게이트패드부분을 노출시키는 제3콘택홀 및 상기 소오스전극의 일부를 노출시키는 제4콘택홀을 각각 형성하는 단계,
    기판전면에 투명도전층을 형성하는 단계,
    상기 제2콘택홀을 통해 상기 드레인전극과 접속되는 화소전극, 상기 제3콘택홀을 통해 상기 게이트패드와 접속되는 투명도전층과 상기 제1콘택홀과 제4콘택홀을 통해 상기 소오스패드와 상기 소오스전극을 연결하는 투명도전층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  4. 기판과,
    상기 기판상의 소정영역에 형성된 제1도전층,
    상기 제1도전층이 형성된 기판 전면에 형성되며, 상기 제1도전층의 소정부분을 노출시키는 제1콘택홀을 갖는 제1절연층,
    상기 제1절연층상의 소정영역에 형성된 제2도전층,
    상기 제2도전층이 형성된 기판 전면에 형성되며, 상기 제2도전층의 소정 부분 및 상기 제1콘택홀 영역을 노출시키는 제2콘택홀을 갖는 제2절연층,
    상기 제2절연층상에 형성되어 상기 제1 및 제2콘택홀을 통해 상기 제1도전층 및 제2도전층과 전기적으로 연결되는 제3도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1도전층은 게이트이고, 제2도전층은 소오스임을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제3도전층은 화소전극 물질로 형성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 기판상에 제1도전층 패턴을 형성하는 공정과,
    기판 전면에 제1절연층을 형성하는 공정,
    상기 제1절연층상에 제2도전층패턴을 형성하는 공정,
    기판전면에 제2절연층을 형성하는 공정,
    상기 제1절연층 및 제2절연층을 선택적으로 식각하여 상기 제1도전층패턴과 제 2도전층패턴을 각각 노출시키는 제1콘택홀 및 제2콘택홀을 형성하는 공정, 및 상기 제2절연층상에 상기 제1 및 제2콘택홀을 통해 상기 제1 및 제2도전층패턴과 전기적으로 연결되는 제3도전층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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