KR100361570B1 - 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법 - Google Patents

Abstract

웨이퍼 상부에 게이트 전극과 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하고, 그 상부에 절연막을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극을 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 그 다음 베리어 금속층을 형성하고, 그 상부에 텅스텐층을 증착한 후 절연막이 드러나도록 텅스텐층을 평탄화한다. 그 다음 질화 티타늄 박막을 증착하고, 그 상부에 140℃ 내지 160℃의 온도에서 표준 스퍼터링에 의해 알루미늄 박막을 증착한다. 이와 같이 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 형성을 위한 알루미늄 박막을 140℃ 내지 160℃의 저온으로 증착하여 반사율을 90% 이상이 되도록 함으로써 반사형 마이크로 액정 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있으며, 증착되는 알루미늄 박막의 두께를 얇게 할 수 있으므로 초집적 반사형 마이크로 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

Description

반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PANEL OF REFLECTIVE-TYPE MICRO LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사율을 높이는 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판, 두 기판 사이의 액정층으로 이루어지며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.

이러한 액정 표시 장치는 빛을 발광하는 백 라이트(back light)가 부착되어 있는 투과형과 자연광을 이용하는 반사형으로 나눌 수가 있는 데, 이 중에서 반사형 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터와 반사막이 형성되어 있는 제 1기판과 컬러 필터가 형성되어 있는 제 2기판으로 형성되어 있다.

이러한 반사형 액정 표시 장치의 광효율을 높이기 위해서는 제 1기판에 형성되어 있는 반사막의 반사율을 높여야 한다.

그러면, 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 종래 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판을 제조하는 방법을 설명한다.

먼저 도 1a에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(미도시) 상부에 게이트 전극(미도시)과 반도체 패턴(미도시), 소스 전극(미도시) 및 드레인 전극(1)을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성한다. 그리고, 드레인 전극(1) 상부에 절연막(2)을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극(1)을 드러내는 접촉 구멍(3)을 형성한다.

그 다음 도 1b에 도시한 바와 같이, 베리어 금속층(4)을 증착하고, 그 상부에 텅스텐층(5)을 증착한 후, 절연막(2)이 노출될 때까지 평탄화 공정을 실시하여 접촉 구멍(3) 내부를 베리어 금속층(4) 및 텅스텐층(5)으로 채운다.

그 다음 도 1c에 도시한 바와 같이, 티타늄 타겟이 장착되어 있는 금속 박막 증착실에서 리액티브 스퍼터링(reactive sputtering) 방식에 의해 질화 티타늄 박막(6)을 증착한다.

그 다음 도 1d에 도시한 바와 같이, 알루미늄 타겟이 장착되어 있는 금속 박막 증착실에서 스퍼터된 알루미늄 원자에 활성화 에너지를 주기 위해 웨이퍼를 225℃로 가열한 상태에서 표준 스퍼터링 방식에 의해 알루미늄 박막(7)을 증착한다.

이러한 종래의 방법으로 제조된 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판에서 알루미늄 박막(7)의 반사율(A)을 측정하여 도 2에 도시하였다.

도 2에서 가로 방향은 알루미늄 박막(7)에 입사된 빛의 파장이며, 세로 방향은 입사되는 빛이 알루미늄 박막(7)에서 반사되는 정도를 나타내는 반사율이다. 이때, 알루미늄 박막(7)의 두께는 6000Å이고, 그 하부의 질화 티타늄 박막(6)의 두께는 500Å로 하였다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이 알루미늄 박막(7)의 반사율(A)은 89% 이하이며 특히 436nm와 700nm에서 88% 내지 89% 정도의 반사율(A)을 얻으므로, 90% 이상의 향상된 반사율을 얻을 수 없다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판의 반사율을 90% 이상 향상되도록 하는 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법을 제공하는 데 있다.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 기판과 종래 방법에 의해 제조된 기판의 반사율을 측정하여 비교 도시한 그패프이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 기판의 반사율을 알루미늄 박막의 두께에 따라 측정하여 도시한 그래프이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판을 제조하기 위하여 140℃ 내지 160℃의 저온에서 알루미늄 박막을 증착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 웨이퍼 상부에 게이트 전극과 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하고, 그 상부에 절연막을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극을 드러내는 접촉 구멍을 형성한다. 그 다음 베리어 금속층을 형성하고, 그 상부에 텅스텐층을 증착한 후 절연막이 드러나도록 텅스텐층을 평탄화한다. 그 다음 질화 티타늄 박막을 증착하고, 그 상부에 140℃ 내지 160℃의 온도에서 표준 스퍼터링에 의해 알루미늄 박막을 증착한다.

상기에서 알루미늄 박막의 표준 스퍼터링을 위해 웨이퍼를 140℃ 내지 160℃ 온도로 가열하는 것이 바람직하며, 알루미늄 박막의 증착 두께는 1000Å 내지 6000Å으로 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 1a 내지 도 1d는 일반적인 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정도이다.

먼저 도 1a에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(미도시) 상부에 게이트 전극(미도시)과 반도체 패턴(미도시), 소스 전극(미도시) 및 드레인 전극(1)을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성한다. 그리고, 드레인 전극(1) 상부에 절연막(2)을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극(1)을 드러내는 접촉 구멍(3)을 형성한다.

그 다음 도 1b에 도시한 바와 같이, 베리어 금속층(4)을 증착하고, 그 상부에 텅스텐층(5)을 증착한 후, 절연막(2)이 노출될 때까지 평탄화 공정을 실시하여 접촉 구멍(3) 내부를 베리어 금속층(4) 및 텅스텐층(5)으로 채운다.

그 다음 도 1c에 도시한 바와 같이, 티타늄 타겟이 장착되어 있는 금속 박막증착실에서 질소 기체를 넣고 리액티브 스퍼터링 방식에 의해 질화 티타늄 박막(6)을 증착한다.

그 다음 도 1d에 도시한 바와 같이, 알루미늄 타겟이 장착되어 있는 금속 박막 증착실에서 스퍼터된 알루미늄 원자에 활성화 에너지를 주기 위해 웨이퍼를 종래의 225℃와는 달리 140℃ 내지 160℃의 온도로 가열한 상태에서 표준 스퍼터링 방식에 의해 알루미늄 박막(7)을 증착한다.

이러한 방법으로 제조된 기판의 알루미늄 박막(7) 반사율(B)을 측정하여 도 2에 도시하였다.

도 2에서 가로 방향은 알루미늄 박막(7)에 입사된 빛의 파장이며, 세로 방향은 입사되는 빛이 알루미늄 박막(7)에서 반사되는 정도를 나타내는 반사율이다. 이때, 알루미늄 박막(7)의 두께는 6000Å이고, 그 하부의 질화 티타늄 박막(6)의 두께는 500Å로 하였으며, 알루미늄 박막(7)의 증착시 웨이퍼를 150℃의 온도로 가열하였다. 그리고, 반사율을 측정하기 위하여 Nanospec8000X 장비를 이용하였다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 적(700nm), 녹(546nm), 청(436nm)의 파장을 포함하는 436nm 내지 700nm의 파장 대역에서 본 발명에 따라 150℃의 온도에서 증착한 알루미늄 박막의 반사율(B)은 90% 내지 92% 정도로 종래 225℃의 온도에서 증착한 알루미늄 박막의 반사율(A)보다 3% 내지 4% 정도 높다. 따라서, 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판의 반사율을 90% 이상 향상시킬 수 있어 반사형 마이크로 액정 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고, 도 3에는 본 발명에 따라 150℃에서 알루미늄 박막(7)의 증착 두께를 달리하면서 그 두께 변화에 따른 반사율을 측정한 것이다.

도 3에서 가로 방향은 알루미늄 박막(7)에 입사된 빛의 파장이며, 세로 방향은 입사되는 빛이 알루미늄 박막(7)에서 반사되는 정도를 나타내는 반사율이다. 이때, 알루미늄 박막(7) 하부의 질화 티타늄 박막(6)의 두께는 500Å로 하였으며, 반사율의 측정은 Nanospec8000X 장비를 이용하였다. 또한, 증착되는 알루미늄 박막(7)의 두께는 6000Å에서 1000Å로 점차적으로 감소시켰다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 150℃에서 증착되는 알루미늄 박막(7)의 두께를 6000Å에서 점차적으로 감소시켜 1000Å 정도로 얇게 하여도 반사율의 변화가 거의 없이 90% 이상의 반사율을 얻을 수 있으므로 알루미늄 박막(7)의 증착 두께를 얇게 할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따라 초집적 반사형 마이크로 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명은 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 형성을 위한 알루미늄 박막을 140℃ 내지 160℃의 저온으로 증착하여 반사율을 90% 이상이 되도록 함으로써 반사형 마이크로 액정 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있으며, 증착되는 알루미늄 박막의 두께를 얇게 할 수 있으므로 초집적 반사형 마이크로 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 웨이퍼 상부에 게이트 전극과 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와;

   상기 웨이퍼 상부에 절연막을 증착하고 패터닝하여 드레인 전극을 드러내는 접촉 구멍을 형성하는 단계와;

   베리어 금속층을 형성하는 단계와;

   상기 베리어 금속층 상부에 텅스텐층을 증착하는 단계와;

   상기 절연막이 드러나도록 상기 텅스텐층을 평탄화하는 단계와;

   질화 티타늄 박막을 증착하는 단계와;

   상기 질화 티타늄 박막 상부에 140℃ 내지 160℃의 온도에서 스퍼터링에 의해 알루미늄 박막을 증착하는 단계를 포함하는 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 질화 티타늄 박막 상부에 140℃ 내지 160℃의 온도에서 스퍼터링에 의해 알루미늄 박막을 증착하는 단계에서,

   상기 알루미늄 박막의 스퍼터링을 위해 상기 웨이퍼를 140℃ 내지 160℃ 온도로 가열하는 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 질화 티타늄 박막 상부에 140℃ 내지160℃의 온도에서 스퍼터링에 의해 알루미늄 박막을 증착하는 단계에서,

   상기 알루미늄 박막의 증착 두께는 1000Å 내지 6000Å으로 하는 반사형 마이크로 액정 표시 장치용 기판 제조 방법.