KR100555309B1 - Thin Film Transistor Substrate for Display Device And Method For Fabricating The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리프트-오프 공정을 이용하여 공정을 단순화하면서도 신뢰성을 확보할 수 있는 표시 소자용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor substrate for a display device and a method of manufacturing the same, which can ensure reliability while simplifying a process by using a lift-off process.
본 발명의 박막 트랜지스터 기판 제조 방법은 기판 위에 제1 도전층의 신호 라인을 형성하는 단계와; 상기 제1 도전층을 덮는 제1 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제1 절연층 위에 제2 도전층의 신호 라인을 형성하는 단계와; 상기 제2 도전층 위에 제2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2 절연층을 관통하여 상기 제1 및 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계와; 상기 컨택홀 내에 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3 도전층의 컨택 전극을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a thin film transistor substrate of the present invention includes forming a signal line of a first conductive layer on a substrate; Forming a first insulating layer covering the first conductive layer; Forming a signal line of a second conductive layer on the first insulating layer; Forming a second insulating layer over the second conductive layer; Forming a contact hole penetrating through the first and second insulating layers to expose adjacent portions of the first and second conductive layers together; Forming a contact electrode of a third conductive layer connecting the first and second conductive layers exposed in the contact hole.
Description
도 1은 종래의 박막 트랜지스터 기판을 부분적으로 도시한 평면도.1 is a plan view partially showing a conventional thin film transistor substrate.
도 2은 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate of FIG. 1 taken along the line II ′. FIG.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 단계적으로 도시한 단면도들.3A to 3D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 2.
도 4는 정전기 방지 소자의 등가 회로도.4 is an equivalent circuit diagram of an antistatic element.
도 4a 및 도 4b는 박막 트랜지스터 기판의 정전기 방지 소자 및 쇼팅바 영역을 도시한 평면도 및 단면도.4A and 4B are plan and cross-sectional views showing an antistatic element and a shorting bar region of a thin film transistor substrate.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 정전기 방지소자 및 쇼팅바 영역을 도시한 평면도.6 is a plan view illustrating an antistatic device and a shorting bar region of a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 도시된 정전기 방지부 및 쇼팅바 영역을 Ⅳ-Ⅳ', Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view of the antistatic portion and the shorting bar region illustrated in FIG. 6 taken along lines IV-IV ′ and V-V ′. FIG.
도 8a 및 도 8b는 도 6에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a first mask process among the method for manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 6.
도 9a 및 도 9b는 도 6에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.9A and 9B are a plan view and a sectional view for explaining a second mask process in the method for manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 6.
도 10a 내지 도 10d는 상기 제2 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들.10A to 10D are cross-sectional views for describing the second mask process in detail.
도 11a 및 도 11b는 도 6에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.11A and 11B are a plan view and a cross-sectional view for illustrating a third mask process among the method for manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 6.
도 12a 및 도 12d는 상기 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들.12A and 12D are cross-sectional views for describing the third mask process in detail.
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 정전기 방지소자 및 쇼팅바 영역을 도시한 평면도.FIG. 13 is a plan view illustrating an antistatic device and a shorting bar region of a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 14는 도 13에 도시된 정전기 방지부 및 쇼팅바 영역을 Ⅵ-Ⅵ', Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.FIG. 14 is a cross-sectional view of the antistatic part and the shorting bar area shown in FIG. 13 taken along the line VI-VI ′ and VIII-VIII. FIG.
도 15a 및 도 15b는 도 14에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.15A and 15B are a plan view and a sectional view for explaining a first mask process in the method for manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 14.
도 16a 및 도 16b는 도 14에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.16A and 16B are a plan view and a sectional view for explaining a second mask process in the method of manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 14.
도 17a 내지 도 17b는 도 14에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 평면도 및 단면도.17A to 17B are plan views and cross-sectional views for describing in detail a third mask process in the method of manufacturing the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 14.
도 18a 및 도 18b는 도 14에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 중 제4 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도.18A and 18B are a plan view and a cross-sectional view for explaining a fourth mask process among the method for manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 14.
도 19a 및 도 19d는 상기 제4 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위한 단면도들.19A and 19D are cross-sectional views for describing the fourth mask process in detail.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2 : 게이트 라인 4 : 데이터 라인2: gate line 4: data line
6, 100, 110, 120, 200, 210, 220, 300, 310, 320 : 박막 트랜지스터6, 100, 110, 120, 200, 210, 220, 300, 310, 320: thin film transistor
8, 102, 112, 122, 202, 212, 222, 302, 312, 322 : 게이트 전극8, 102, 112, 122, 202, 212, 222, 302, 312, 322: gate electrode
10, 104, 114, 124, 204, 214, 224, 304, 314, 324 : 소스 전극10, 104, 114, 124, 204, 214, 224, 304, 314, 324: source electrode
12, 106, 116, 126, 206, 216, 226, 306, 316, 326 : 드레인 전극12, 106, 116, 126, 206, 216, 226, 306, 316, 326: drain electrode
14, 130, 230, 308, 318, 328 : 활성층14, 130, 230, 308, 318, 328: active layer
16, 24, 30, 38, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 154, 194, 198, 240, 294, 340, 394 : 컨택홀16, 24, 30, 38, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 154, 194, 198, 240, 294, 340, 394: contact hole
18 : 화소 전극 20 : 스토리지 캐패시터18: pixel electrode 20: storage capacitor
22 : 스토리지 상부 전극 26 : 게이트 패드부22: upper storage electrode 26: gate pad portion
28 : 게이트 패드 하부 전극 32 : 게이트 패드 상부 전극28: gate pad lower electrode 32: gate pad upper electrode
34, 155, 255, 355 : 데이터 패드부34, 155, 255, 355: data pad portion
152, 252, 352 : 데이터 패드 하부 전극152, 252, 352: data pad lower electrode
40, 156, 256, 356 : 데이터 패드 상부 전극 40, 156, 256, 356: data pad upper electrode
42, 160, 260, 360 : 기판 44, 162, 262, 362 : 게이트 절연막42, 160, 260, 360:
48, 164, 264, 364 : 오믹 접촉층 50, 166, 266, 366 : 보호막48, 164, 264, 364:
152, 270, 280, 370 : 포토레지스트 패턴152, 270, 280, 370: photoresist pattern
132, 134, 136, 198, 232, 234, 236, 298, 332, 334, 336, 398 : 컨택 전극132, 134, 136, 198, 232, 234, 236, 298, 332, 334, 336, 398: contact electrode
191, 291, 391 : 오드 쇼팅바 191A, 291A, 391A : 오드 쇼팅바 수평부191, 291, 391: Aude Shorting Bar 191A, 291A, 391A: Aude Shorting Bar Horizontal
191B, 291B, 391B : 오드 쇼팅바 수직부191B, 291B, 391B: Aude Shorting Bar Vertical Section
192, 292 : 이븐 쇼팅바 192A, 292A : 이븐 쇼팅바 수평부192, 292:
192B, 292B : 이븐 쇼팅바 수직부192B, 292B: Even shorting bar vertical section
230A : 비정질 실리콘층 164A : n+ 비정질 실리콘층230A: amorphous silicon layer 164A: n + amorphous silicon layer
272 : 소스/드레인 금소층 282, 372 : 투명 도전층272: source /
본 발명은 표시 소자에 적용되는 박막 트랜지스터 기판과 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 공정을 단순화할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor substrate applied to a display element and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a thin film transistor substrate and a method for manufacturing the same, which can simplify the process.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여 액정 표시 장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 패널과, 액정 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. To this end, the liquid crystal display includes a liquid crystal panel in which liquid crystal cells are arranged in a matrix, and a driving circuit for driving the liquid crystal panel.
액정 패널은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판 및 칼러 필터 기판과, 두 기판 사이에 주입된 액정과, 두 기판 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 구비한다.The liquid crystal panel includes a thin film transistor substrate and a color filter substrate facing each other, a liquid crystal injected between the two substrates, and a spacer for maintaining a cell gap between the two substrates.
박막 트랜지스터 기판은 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 스위치 소자로 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극 등과, 그들 위에 도포된 배향막으로 구성된다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받는다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 신호를 화소 전극에 공급한다.The thin film transistor substrate includes a gate line and a data line, a thin film transistor formed of a switch element at each intersection of the gate lines and the data lines, a pixel electrode formed in a liquid crystal cell unit and connected to the thin film transistor, and the like applied thereon. Composed of aligned alignment films. The gate lines and the data lines receive signals from the driving circuits through the respective pad parts. The thin film transistor supplies the pixel signal supplied to the data line to the pixel electrode in response to the scan signal supplied to the gate line.
칼라 필터 기판은 액정셀 단위로 형성된 칼라 필터들과, 칼러 필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준 전압을 공급하는 공통 전극 등과, 그들 위에 도포되는 배향막으로 구성된다.The color filter substrate may include color filters formed in units of liquid crystal cells, a black matrix for distinguishing between color filters and reflecting external light, a common electrode for supplying a reference voltage to the liquid crystal cells in common, and an alignment layer applied thereon. It is composed.
액정 패널은 박막 트랜지스터 기판과 칼라 필터 기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.The liquid crystal panel is completed by separately manufacturing the thin film transistor substrate and the color filter substrate, and then injecting and encapsulating the liquid crystal.
이러한 액정 패널에서 박막 트랜지스터 기판은 반도체 공정을 포함함과 아울러 다수의 마스크 공정을 필요로 함에 따라 제조 공정이 복잡하여 액정 패널 제조 단가 상승의 중요 원인이 되고 있다. 이를 해결하기 위하여, 박막 트랜지스터 기판은 마스크 공정수를 줄이는 방향으로 발전하고 있다. 이는 하나의 마스크 공정이 박막 증착 공정, 세정 공정, 포토리쏘그래피 공정, 식각 공정, 포토레지스트 박리 공정, 검사 공정 등과 같은 많은 공정을 포함하고 있기 때문이다. 이에 따라, 최근에는 박막 트랜지스터 기판의 표준 마스크 공정이던 5 마스크 공정에서 하나의 마스크 공정을 줄인 4 마스크 공정이 대두되고 있다. In the liquid crystal panel, the thin film transistor substrate includes a semiconductor process and also requires a plurality of mask processes, and thus, the manufacturing process is complicated, which is an important cause of an increase in the manufacturing cost of the liquid crystal panel. In order to solve this problem, the thin film transistor substrate is developing in a direction of reducing the number of mask processes. This is because one mask process includes many processes such as a thin film deposition process, a cleaning process, a photolithography process, an etching process, a photoresist stripping process, and an inspection process. Accordingly, in recent years, a four-mask process that reduces one mask process has emerged in the five-mask process, which is a standard mask process of a thin film transistor substrate.
도 1은 4 마스크 공정을 채택한 박막 트랜지스터 기판을 예를 들어 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a plan view of a thin film transistor substrate employing a four mask process, for example. FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate of FIG. 1 taken along the line II ′.
도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 기판은 하부 기판(42) 위에 게이트 절연막(44)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(4)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(6)와, 그 교차 구조로 마련된 셀 영역에 형성된 화소 전극(18)을 구비한다. 그리고, 박막 트랜지스터 기판은 화소 전극(18)과 전단 게이트 라인(2)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(20)와, 게이트 라인(2)에 접속되는 게이트 패드부(26)와, 데이터 라인(4)에 접속되는 데이터 패드부(34)를 구비한다.The thin film transistor substrate shown in FIGS. 1 and 2 has a
박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(4)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(18)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(6)는 게이트 라인(2)에 접속된 게이트 전극(8)과, 데이터 라인(4)에 접속된 소스 전극(10)과, 화소 전극(16)에 접속된 드레인 전극(12)과, 게이트 전극(8)과 중첩되고 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 채널을 형성하는 활성층(14)을 구비한다.The
이렇게 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과 중첩되면서 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이의 채널부를 포함하는 활성층(14)은 데이터 라인(4), 데이터 패드 하부 전극(36), 스토리지 전극(22)과도 중첩되게 형성된다. 이러한 활성층(14) 위에는 데이터 라인(4), 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12), 데이터 패드 하부 전극(36), 스토리지 전극(22)과 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(48)이 더 형성된다. The
화소 전극(18)은 보호막(50)을 관통하는 제1 컨택홀(16)을 통해 박막 트랜지스터(6)의 드레인 전극(12)과 접속된다. 화소 전극(18)은 충전된 화소 신호에 의해 도시하지 않은 상부 기판에 형성되는 공통 전극과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 박막 트랜지스터 기판과 상부 기판 사이에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 도시하지 않은 광원으로부터 화소 전극(18)을 경유하여 입사되는 광을 상부 기판 쪽으로 투과시키게 된다.The
스토리지 캐패시터(20)는 전단 게이트 라인(2)과, 그 게이트 라인(2)과 게이트 절연막(44), 활성층(14) 및 오믹접촉층(48)을 사이에 두고 중첩되는 스토리지 상부 전극(22)과, 그 스토리지 상부 전극(22)과 보호막(50)을 사이에 두고 중첩됨과 아울러 그 보호막(50)에 형성된 제2 컨택홀(24)을 경유하여 접속된 화소 전극(22)으로 구성된다. 이러한 스토리지 캐패시터(20)는 화소 전극(18)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지되게 한다.The
게이트 라인(2)은 게이트 패드부(26)를 통해 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다. 게이트 패드부(26)는 게이트 라인(2)으로부터 연장되는 게이트 하부 전극(28)과, 게이트 절연막(44) 및 보호막(50)을 관통하는 제3 컨택홀(30)을 통해 게이트 하부 전극(28)에 접속된 게이트 패드 상부 전극(32)으로 구성된다.The
데이터 라인(4)은 데이터 패드부(34)를 통해 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속된다. 데이터 패드부(34)는 데이터 라인(4)으로부터 연장되는 데이터 하부 전극(36)과, 보호막(50)을 관통하는 제4 컨택홀(38)을 통해 데이터 패드(36)와 접속된 데이터 패드 상부 전극(40)으로 구성된다.The
이러한 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 4마스크 공정을 이용하여 상세히 하면 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같다.A method of manufacturing a thin film transistor substrate having such a configuration will be described with reference to FIGS. 3A to 3D in detail using a four mask process.
도 3a를 참조하면, 제1 마스크 공정을 이용하여 하부기판(42) 상에 게이트 라인(2), 게이트 전극(8), 게이트 패드 하부 전극(28)을 포함하는 게이트 금속 패턴들이 형성된다.Referring to FIG. 3A, gate metal patterns including the
상세히 하면, 하부 기판(42) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 이어서, 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(2), 게이트 전극(8), 게이트 패드 하부 전극(28)을 포함하는 게이트 금속 패턴들이 형성된다. 게이트 금속으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄계 금속 등이 단일층 또는 이중층 구조로 이용된다.In detail, the gate metal layer is formed on the
도 3b를 참조하면, 게이트 금속 패턴들이 형성된 하부 기판(42) 상에 게이트 절연막(44)이 도포된다. 그리고 제2 마스크 공정을 이용하여 게이트 절연막(44) 위에 활성층(14) 및 오믹 접촉층(48)을 포함하는 반도체 패턴과; 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 드레인 전극(12), 데이터 패드 하부 전극(36), 스토리지 전극(22)을 포함하는 소스/드레인 금속 패턴들이 순차적으로 형성된다.Referring to FIG. 3B, a
상세히 하면, 게이트 금속 패턴들이 형성된 하부 기판(42) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 게이트 절연막(44), 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리 콘층, 그리고 소스/드레인 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 절연막(44)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질이 이용된다. 소스/드레인 금속으로는 몰리브덴(Mo), 티타늄, 탄탈륨, 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등이 이용된다.In detail, the
이어서, 소스/드레인 금속층 위에 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 포토레지스트 패턴을 형성하게 된다. 이 경우 제2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널부에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널부의 포토레지스트 패턴이 다른 소스/드레인 패턴부 보다 낮은 높이를 갖게 한다.Subsequently, a photoresist pattern is formed on the source / drain metal layer by a photolithography process using a second mask. In this case, by using a diffraction exposure mask having a diffraction exposure portion in the channel portion of the thin film transistor, the photoresist pattern of the channel portion has a lower height than other source / drain pattern portions.
이어서, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정으로 소스/드레인 금속층이 패터닝됨으로써 데이터 라인(4), 소스 전극(10), 그 소스 전극(10)과 일체화된 드레인 전극(12), 스토리지 전극(22)을 포함하는 소스/드레인 금속 패턴들이 형성된다.Subsequently, the source / drain metal layer is patterned by a wet etching process using a photoresist pattern, so that the
그 다음, 동일한 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각공정으로 n+ 비정질 실리콘층과 비정질 실리콘층이 동시에 패터닝됨으로써 오믹 접촉층(48)과 활성층(14)이 형성된다.Then, the
그리고, 애싱(Ashing) 공정으로 채널부에서 상대적으로 낮은 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제거된 후 건식 식각 공정으로 채널부의 소스/드레인 금속 패턴 및 오믹 접촉층(48)이 식각된다. 이에 따라, 채널부의 활성층(14)이 노출되어 소스 전극(10)과 드레인 전극(12)이 분리된다.In addition, after the photoresist pattern having a relatively low height is removed from the channel portion by an ashing process, the source / drain metal pattern and the
이어서, 스트립 공정으로 소스/드레인 패턴부 위에 남아 있는 포토레지스트 패턴이 제거된다.Subsequently, the photoresist pattern remaining on the source / drain pattern portion is removed by a stripping process.
도 3c를 참조하면, 소스/드레인 금속 패턴들이 형성된 게이트 절연막(44) 상에 제3 마스크 공정을 이용하여 제1 내지 제4 콘택홀들(16, 24, 30, 38)을 포함하는 보호막(50)이 형성된다.Referring to FIG. 3C, a
상세히 하면, 소스/드레인 금속 패턴들이 형성된 게이트 절연막(44) 상에 PECVD 등의 증착 방법으로 보호막(50)이 전면 형성된다. 이어서, 보호막(50)이 제3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 제1 내지 제4 컨택홀들(16, 24, 30, 38)이 형성된다. 제1 컨택홀(16)은 보호막(50)을 관통하여 드레인 전극(12)이 노출되게 형성되고, 제2 컨택홀(24)은 보호막(50)을 관통하여 스토리지 상부 전극(22)이 노출되게 형성된다. 제3 컨택홀(30)은 보호막(50) 및 게이트 절연막(44)을 관통하여 게이트 패드 하부 전극(28)이 노출되게 형성된다. 제4 컨택홀(38)은 보호막(50)을 관통하여 데이터 패드 상부 전극(36)이 노출되게 형성된다. In detail, the
보호막(50)의 재료로는 게이트 절연막(44)과 같은 무기 절연 물질이나, 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용된다.As the material of the
도 3d를 참조하면, 제4 마스크 공정을 이용하여 보호막(50) 상에 화소 전극(18), 게이트 패드 상부 전극(32), 데이터 패드 상부 전극(40)을 포함하는 투명 도전막 패턴들이 형성된다.Referring to FIG. 3D, transparent conductive layer patterns including the
보호막(50) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법으로 투명 도전막이 도포된다. 이 어서 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정을 통해 투명 도전막이 패텅님됨으로써 화소 전극(18), 게이트 패드 상부 전극(32), 데이터 패드 상부 전극(40)을 포함하는 투명 도전막 패턴들이 형성된다. 화소 전극(18)은 제1 컨택홀(16)을 통해 드레인 전극(12)과 전기적으로 접속되고, 제2 컨택홀(24)을 통해 전단 게이트 라인(2)과 중첩되는 스토리지 상부 전극(22)과 전기적으로 접속된다. 게이트 패드 상부 전극(32)는 제3 컨택홀(30)을 통해 게이트 패드 하부 전극(28)과 전기적으로 접속된다. 데이터 패드 상부 전극(40)은 제4 컨택홀(38)을 통해 데이터 하부 전극(36)과 전기적으로 접속된다. 여기서, 투명 도전막의 재료로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO) 등이 이용된다.The transparent conductive film is apply | coated on the
이와 같이 종래의 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법은 4마스크 공정으로 공정을 단순화하여 제조 원가를 절감할 수 있게 되었다. 그러나, 4 마스크 공정 역시 여전히 제조 공정이 복잡하여 원가 절감에 한계가 있으므로 제조 공정을 더욱 단순화하여 제조 단가를 더욱 줄일 수 있는 방안이 요구된다.As described above, the conventional thin film transistor substrate and its manufacturing method can reduce the manufacturing cost by simplifying the process using a four mask process. However, since the four mask process is still complicated and the manufacturing cost is limited, there is a need for a method of further reducing the manufacturing cost by simplifying the manufacturing process.
따라서, 본 발명의 목적은 리프트-오프 공정을 이용하여 공정을 단순화하면서 신뢰성을 확보할 수 있는 표시 소자용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate for a display element and a method of manufacturing the same, which can ensure reliability while simplifying the process by using a lift-off process.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 특징에 따른 표시 소자용 박막 트랜지스터 기판은 기판 위에 형성된 제1 도전층의 신호 라인과; 상기 제1 도전층 위에 형성된 제1 절연층과; 상기 제1 절연층 위에 형성된 제2 도전층의 신호 라인과; 상기 제2 도전층 위헤 형성된 제2 절연층과; 상기 제1 및 제2 절연층을 관통하여 상기 제1 및 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 컨택홀과; 상기 컨택홀내에 형성되어 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3 도전층을 구비한다.In order to achieve the above object, a thin film transistor substrate for a display element according to an aspect of the present invention includes a signal line of the first conductive layer formed on the substrate; A first insulating layer formed on the first conductive layer; A signal line of a second conductive layer formed on the first insulating layer; A second insulating layer formed on the second conductive layer; A contact hole penetrating the first and second insulating layers to expose adjacent portions of the first and second conductive layers together; And a third conductive layer formed in the contact hole to connect the exposed first and second conductive layers.
구체적으로, 본 발명의 박막 트랜지스터 기판은 비표시 영역에서 상기 신호 라인과 접속된 다수의 박막 트랜지스터를 포함하는 정전기 방지 소자를 구비하고; 상기 다수의 박막 트랜지스터 각각은, 상기 제1 도전층으로 형성된 게이트 전극과, 상기 제2 도전층으로 형성된 소스 전극 및 드레인 전극과; 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 반도체층과; 해당 박막 트랜지스터의 제1 도전층과 다른 박막 트랜지스터의 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 컨택홀과; 상기 컨택홀 내에 형성되어 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3 도전층의 컨택 전극을 구비한다.Specifically, the thin film transistor substrate of the present invention includes an antistatic element including a plurality of thin film transistors connected to the signal line in a non-display area; Each of the plurality of thin film transistors may include a gate electrode formed of the first conductive layer, a source electrode and a drain electrode formed of the second conductive layer; A semiconductor layer forming a channel between the source electrode and the drain electrode; A contact hole for exposing adjacent portions of the first conductive layer of the thin film transistor and the second conductive layer of the other thin film transistor together; And a contact electrode of a third conductive layer formed in the contact hole to connect the exposed first and second conductive layers.
상기 다수의 박막 트랜지스터 각각은, 해당 박막 트랜지스터의 제1 도전층 및 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 다른 컨택홀과; 상기 다른 컨택홀 내에 형성되어 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3 도전층의 다른 컨택 전극을 추가로 구비한다.Each of the plurality of thin film transistors includes: another contact hole exposing adjacent portions of the first conductive layer and the second conductive layer of the thin film transistor together; Another contact electrode of the third conductive layer formed in the other contact hole to connect the exposed first and second conductive layers is further provided.
또한, 본 발명은 상기 비표시 영역에서 상기 신호 라인의 검사를 위한 제1 및 제2 쇼팅바를 추가로 구비하고; 상기 제1 및 제2 쇼팅바 각각은 상기 신호 라인과 각각 접속된 상기 제1 및 제2 도전층 중 어느 한 도전층으로 형성된 다수의 제1 및 제2 수직부와; 상기 다수의 제1 수직부와 동일한 도전층으로 형성되어 공통 접속된 제1 수평부와; 상기 다수의 제2 수직부와 다른 도전층으로 형성되어 상기 제1 수직부를 가로지르는 제2 수평부와; 상기 제2 수직부 및 수평부의 인접 부분을 동시에 노출시키는 또 다른 컨택홀과; 상기 또 다른 컨택홀내에 형성되어 노출된 제2 수직부 및 수평부를 접속시키는 제3 도전층의 또 다른 컨택 전극을 구비한다.The present invention may further include first and second shorting bars for inspecting the signal lines in the non-display area; Each of the first and second shorting bars includes a plurality of first and second vertical portions formed of any one of the first and second conductive layers connected to the signal line, respectively; A first horizontal part formed of the same conductive layer as the plurality of first vertical parts and connected in common; A second horizontal portion formed of a conductive layer different from the plurality of second vertical portions to cross the first vertical portion; Another contact hole for simultaneously exposing adjacent portions of the second vertical portion and the horizontal portion; Another contact electrode of the third conductive layer formed in the another contact hole and connecting the exposed second vertical portion and the horizontal portion is provided.
상기 컨택홀 각각은 상기 제1 도전층 위의 게이트 절연막과, 상기 제2 도전층 위의 보호막을 관통하여 형성되고, 상기 컨택 전극 각각은 해당 컨택홀 내에서 상기 보호막과 경계를 이루며 형성된다.Each of the contact holes may be formed through the gate insulating film on the first conductive layer and the passivation layer on the second conductive layer, and each of the contact electrodes may be formed bordering the passivation layer in the contact hole.
상기 반도체층은 상기 제2 도전층을 따라 연장된다.The semiconductor layer extends along the second conductive layer.
상기 컨택홀 각각은 상기 제2 도전층 아래의 반도체층의 일부를 더 노출시킨다.Each of the contact holes further exposes a portion of the semiconductor layer under the second conductive layer.
상기 신호 라인은 게이트 라인과 데이터 라인 중 적어도 어느 하나를 구비한다.The signal line includes at least one of a gate line and a data line.
그리고, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 위에 제1 도전층의 신호 라인을 형성하는 단계와; 상기 제1 도전층을 덮는 제1 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제1 절연층 위에 제2 도전층의 신호 라인을 형성하는 단계와; 상기 제2 도전층 위에 제2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2 절연층을 관통하여 상기 제1 및 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 컨택홀을 형성하 는 단계와; 상기 컨택홀 내에 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3 도전층의 컨택 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention includes forming a signal line of a first conductive layer on the substrate; Forming a first insulating layer covering the first conductive layer; Forming a signal line of a second conductive layer on the first insulating layer; Forming a second insulating layer over the second conductive layer; Forming a contact hole penetrating the first and second insulating layers to expose adjacent portions of the first and second conductive layers together; Forming a contact electrode of a third conductive layer connecting the first and second conductive layers exposed in the contact hole.
구체적으로, 본 발명의 제조 방법은 비표시 영역에서 상기 신호 라인과 접속된 다수의 박막 트랜지스터를 포함하는 정전기 방지 소자를 구비하는 표시 소자용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에서, 기판 위에 게이트 절연막을 사이에 둔 제1 및 제2 도전층과, 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터를 상기 신호 라인과 함께 형성하는 단계와; 상기 다수의 박막 트랜지스터를 덮는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막 및 게이트 절연막을 관통하여 해당 박막 트랜지스터의 제1 도전층과 다른 박막 트랜지스터의 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계와; 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3 도전층의 컨택 전극을 상기 컨택홀 내에 형성하는 단계를 포함한다.Specifically, the manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a display element comprising an antistatic element including a plurality of thin film transistors connected to the signal line in a non-display area, wherein a gate insulating film is disposed between the substrates. Forming a thin film transistor including the first and second conductive layers and a semiconductor layer together with the signal lines; Forming a protective film covering the plurality of thin film transistors; Forming a contact hole penetrating through the passivation layer and the gate insulating layer to expose adjacent portions of the first conductive layer of the thin film transistor and the second conductive layer of the other thin film transistor together; And forming a contact electrode of the third conductive layer connecting the exposed first and second conductive layers in the contact hole.
그리고, 본 발명은 해당 박막 트랜지스터의 제1 도전층 및 제2 도전층의 인접 부분을 함께 노출시키는 다른 컨택홀을 형성하는 단계와; 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시키는 제3층의 다른 컨택 전극을 상기 다른 컨택홀 내에 형성하는 단계를 추가로 포함한다. In addition, the present invention includes forming another contact hole for exposing adjacent portions of the first conductive layer and the second conductive layer of the thin film transistor together; And forming another contact electrode of the third layer connecting the exposed first and second conductive layers in the other contact hole.
또한, 본 발명은 상기 비표시 영역에서 상기 신호 라인과 각각 접속되도록 상기 제1 및 제2 도전층 중 어느 한 도전층으로 제1 및 제2 쇼팅바의 수직부를 형성하는 단계와; 상기 다수의 제1 수직부와 동일한 도전층으로 공통 접속되도록 제1 쇼팅바의 수평부를 형성하는 단계와; 상기 다수의 제2 수직부와 다른 도전층으로 상기 제1 쇼팅바의 수직부를 가로지르는 제2 쇼팅바의 수평부를 형성하는 단계와; 상기 보호막 및 게이트 절연막을 관통하여 상기 제2 쇼팅바의 수직부 및 수평부의 인접 부분을 함께 노출시키는 또 다른 컨택홀을 형성하는 단계와; 노출된 제2 쇼팅바의 수직부 및 수평부를 접속시키는 제3 도전층의 또 다른 컨택 전극을 상기 또 다른 컨택홀내에 형성하는 단계를 추가로 포함한다.The method may further include forming a vertical portion of the first and second shorting bars from one of the first and second conductive layers so as to be connected to the signal line in the non-display area, respectively. Forming a horizontal portion of the first shorting bar to be commonly connected to the same conductive layer as the plurality of first vertical portions; Forming a horizontal portion of the second shorting bar crossing the vertical portion of the first shorting bar with a conductive layer different from the plurality of second vertical portions; Forming another contact hole through the passivation layer and the gate insulating layer to expose adjacent portions of the vertical portion and the horizontal portion of the second shorting bar together; And forming another contact electrode of the third conductive layer connecting the vertical portion and the horizontal portion of the exposed second shorting bar in the another contact hole.
상기 해당 컨택홀과 해당 컨택 전극을 형성하는 단계는 상기 보호막 위에 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴을 통해 노출된 보호막 및 게이트 절연막을 식각하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴이 존재하는 기판 위에 상기 제3 도전층을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴을 그 위의 제3 도전층과 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the corresponding contact hole and the corresponding contact electrode may include forming a photoresist pattern on the passivation layer; Etching the passivation layer and the gate insulating layer exposed through the photoresist pattern; Forming the third conductive layer on the substrate having the photoresist pattern; And removing the photoresist pattern from the third conductive layer thereon.
상기 다수의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 제1 도전층으로 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 제2 도전층으로 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.The forming of the plurality of thin film transistors may include forming a gate electrode of the thin film transistor as the first conductive layer; Forming the gate insulating film; Forming the semiconductor layer; And forming a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor as the second conductive layer.
상기 반도체층과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 동일한 마스크를 이용하여 형성되고, 그 반도체층은 상기 제2 도전층을 따라 형성된다.The semiconductor layer, the source electrode and the drain electrode are formed using the same mask, and the semiconductor layer is formed along the second conductive layer.
상기 신호 라인을 형성하는 단계는 상기 게이트 전극과 함께 상기 제1 도전층의 게이트 라인을 형성하는 단계와; 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 함께 상기 제2 도전층의 데이터 라인을 형성하는 단계를 포함한다.The forming of the signal line may include forming a gate line of the first conductive layer together with the gate electrode; Forming a data line of the second conductive layer together with the source electrode and the drain electrode.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 실시 예에 대한 설명을 하기에 앞서 본 발명과 대비되어질 기존 4마스크 공정의 정전기 방지 소자와 쇼팅바 구조를 예를 들어 설명하기로 한다. First, before describing the embodiment of the present invention, the antistatic device and the shorting bar structure of the existing four-mask process to be contrasted with the present invention will be described as an example.
통상, 박막 트랜지스터 기판은 비표시 영역에 형성되어 표시 영역 쪽으로 유입되는 정전기를 차단하기 위한 정전기 방지 소자를 구비한다. 예를 들면, 정전기 방지 소자는 비표시 영역에서 데이터 라인 또는 게이트 라인과 접속되며 도 4와 같이 상호 접속 관계를 갖는 다수개의 박막 트랜지스터들(100, 110, 120)로 구성된다. 이러한 정전기 방지 소자는 정전기 등에 의한 고전압 영역에서는 낮은 임피던스를 가져 과전류가 방전되게 함으로써 정전기 유입을 차단하고, 정상적인 구동환경에서는 높은 임피던스(예를 들면, 수십 ㏁)를 가져 데이터 라인 또는 게이트 라인을 통해 공급되는 구동 신호에는 영향을 주지 않게 한다. 이러한 정전기 방지 소자의 구체적인 구성을 예를 들면 도 5a 및 도 5b와 같다.In general, the thin film transistor substrate includes an antistatic device formed in a non-display area to block static electricity flowing into the display area. For example, the antistatic element is configured of a plurality of
도 5a는 일반적인 박막 트랜지스터 기판의 정전기 방지 소자 및 쇼팅바 영역을 부분적으로 평면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅱ-Ⅱ'선, Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.5A is a plan view partially illustrating an antistatic element and a shorting bar region of a general thin film transistor substrate, and FIG. 5B is a cutaway view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 5A along lines II-II 'and III-III'. It is a cross section.
도 5a 및 도 5b에 도시된 정전기 방지 소자는 데이터 패드(155)와 데이터 라인을 연결하는 데이터 링크(158)와 접속된 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(100, 110, 120)를 구비한다. The antistatic device illustrated in FIGS. 5A and 5B includes first to third
제1 박막 트랜지스터(100)는 데이터 링크(158)와 접속된 제1 소스 전극(104)과, 그 제1 소스 전극(104)과 대향된 제1 드레인 전극(106)과, 그 제1 소스 및 드 레인 전극(104, 106)과 반도체층(130, 164) 및 게이트 절연막(162)을 사이에 두고 중첩된 제1 게이트 전극(102)을 구비한다.The first
제2 박막 트랜지스터(110)은 상기 제1 소스 전극(104)과 접속된 제2 소스 전극(114)과, 그 제2 소스 전극(114)과 대향된 제2 드레인 전극(116)과, 그 제2 소스 및 드레인 전극(114, 116)과 반도체층(130, 164) 및 게이트 절연막(162)을 사이에 두고 중첩된 제2 게이트 전극(112)을 구비한다. 여기서, 제2 게이트 전극(112)은 제1 및 제2 컨택홀(140, 142)에 걸쳐 형성된 제1 컨택 전극(132)을 통해 제2 소스 전극(114)과 접속된다. 다시 말하여, 제1 컨택 전극(132)은 보호막(166)을 관통하여 제2 소스 전극(114)의 일부를 노출시키는 제1 컨택홀(140)과, 보호막(166) 및 게이트 절연막(162)을 관통하여 제2 게이트 전극(112)의 일부를 노출시키는 제2 컨택홀(142)에 걸쳐 형성됨으로써 제2 게이트 전극(112) 및 소스 전극(114)을 접속시킨다.The second
제3 박막 트랜지스터(120)은 상기 제1 드레인 전극(106)과 접속된 제3 소스 전극(124)과, 그 제3 소스 전극(134)과 대향된 제3 드레인 전극(126)과, 그 제2 소스 및 드레인 전극(124, 126)과 반도체층(130, 164) 및 게이트 절연막(162)을 사이에 두고 중첩된 제3 게이트 전극(122)을 구비한다. 여기서, 제3 드레인 전극(126)은 제2 드레인 전극(116)과 접속되며, 제3 및 제4 컨택홀(144, 146)에 걸쳐 형성된 제2 컨택 전극(134)을 통해 제1 게이트 전극(102)과도 접속된다. 다시 말하여, 제2 컨택 전극(134)은 보호막(166)을 관통하여 제2 드레인 전극(116)의 일부를 노출시키는 제3 컨택홀(144)과, 보호막(166) 및 게이트 절연막(162)을 관통하여 제1 게이트 전극(102)의 일부를 노출시키는 제4 컨택홀(146)에 걸쳐 형성됨으로써 제2 드레인 전극(116) 및 제1 게이트 전극(102)를 접속시킨다. 그리고, 제3 게이트 전극(112)은 제5 및 제6 컨택홀(148, 150)에 걸쳐 형성된 제3 컨택 전극(136)을 통해 제3 소스 전극(124)과 접속된다. 다시 말하여, 제3 컨택 전극(136)은 보호막(166)을 관통하여 제3 소스 전극(124)의 일부를 노출시키는 제5 컨택홀(148)과, 보호막(166) 및 게이트 절연막(162)을 관통하여 제3 게이트 전극(122)의 일부를 노출시키는 제6 컨택홀(150)에 걸쳐 형성됨으로써 제3 게이트 전극(122) 및 소스 전극(124)을 접속시킨다.The third
이러한 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(100, 110, 120)에서 게이트 전극(102, 112, 122)은 기판(160) 위의 제1 도전층(게이트 금속층)으로, 소스 전극(104, 114, 124) 및 드레인 전극(106, 116, 126)은 반도체층(130, 164) 위의 제2 도전층(소스/드레인 금속층)으로 형성되며, 컨택 전극(132, 134, 136)은 보호막(166) 위의 제3 도전층(투명 조전층 또는 Ti)으로 형성된다In the first to third
데이터 패드(155)는 게이트 절연막(162) 위에 형성된 제2 도전층의 데이터 하부 전극(152)과, 보호막(166)을 관통하는 제9 컨택홀(154)을 통해 데이터 하부 전극(152)과 접속된 제3 도전층의 데이터 패드 상부 전극(156)을 구비한다. The data pad 155 is connected to the data
그리고, 데이터 패드(155)는 박막 트랜지스터 기판 제조 이후 신호 검사를 위하여 비표시 영역에 형성된 오드 및 이븐 쇼팅바(191, 192)와 접속된다. 오드 쇼팅바(191)는 다수의 오드 데이터 패드(155)와 공통 접속되고, 이븐 쇼팅바(192)는 다수의 이븐 데이터 패드(155)과 공통 접속된다. The data pad 155 is connected to the odd and even shorting
오드 쇼팅바(191)는 오드 데이터 패드 하부 전극(152)과 각각 접속된 오드 수직부(191B)와, 다수의 오드 수직부(191B)와 공통 접속된 오드 수평부(191A)로 구성된다. 이러한 오드 쇼팅바(191)은 데이터 패드 하부 전극(152)과 동일한 제2 도전층으로 형성된다.The
이븐 쇼팅바(192)는 이븐 데이터 패드 하부 전극(152)과 각각 접속된 이븐 수직부(192B)와, 다수의 이븐 수직부(192B)와 공통 접속된 이븐 수평부(192B)로 구성된다. 여기서, 이븐 수직부(192B)는 데이터 패드 하부 전극(152)과 동일한 제2 도전층으로 형성되고, 오브 수직부(191B)를 가로지르는 이븐 수평부(191A)는 제1 도전층으로 형성된다. 이러한 이븐 수평부(192A) 및 수직부(192B)는 제7 및 제8 컨택홀(194, 196)에 걸쳐 형성된 제3 도전층의 제4 컨택 전극(198)을 통해 접속된다. 다시 말하여, 제4 컨택 전극(198)은 보호막(166)을 관통하여 이븐 수직부(192B)의 일부를 노출시키는 제7 컨택홀(196)과, 보호막(166) 및 게이트 절연막(162)을 관통하여 이븐 수평부(192A)의 일부를 노출시키는 제8 컨택홀(194)에 걸쳐 형성됨으로써 이븐 수직부(192A) 및 수평부(192B)를 접속시킨다.The even shorting
여기서, 반도체층은 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(100, 110, 120) 각각에서 채널을 형성하는 활성층(130)과, 소스 전극(104, 114, 124) 및 드레인 전극(106, 116, 126)과의 오믹 접촉을 위하여 채널부를 제외한 활성층(130) 위에 형성된 오믹 접촉층(164)을 구비한다. 그리고, 활성층(130) 및 오믹 접촉층(164)은 데이터 링크(158), 데이터 패드 하부 전극(152), 오드 쇼팅바(191), 이븐 쇼팅바(192)의 수직부(192B)를 포함하는 제2 도전층을 따라 형성된다.The semiconductor layer may include an
이러한 구성을 갖는 정전기 방지 소자 및 쇼팅바는 전술한 바와 같은 4마스크 공정으로 형성된다. 구체적으로, 제1 마스크 공정으로 기판(160) 위에 제1 도전층의 게이트 전극(102, 112, 122) 및 이븐 수평바(192A)가 형성된다. 제2 마스크 공정으로 게이트 절연막(162) 위에 반도체층(130, 164)과; 제2 도전층의 소스 전극(104, 114, 116), 드레인 전극(106, 116, 126), 데이터 링크(158), 데이터 패드 하부 전극(152), 오드 쇼팅바(191), 이븐 수직부(192B)가 형성된다. 그리고, 제3 마스크 공정으로 보호막(166) 및 게이트 절연막(162)을 관통하는 컨택홀(140, 142, 144, 146, 148, 150, 154, 194, 196)이 형성되고, 제4 마스크 공정으로 컨택 전극(132, 134, 136, 198) 및 데이터 패드 상부 전극(156)이 형성된다.The antistatic element and the shorting bar having such a configuration are formed by the four mask process as described above. In detail, the
여기서, 제2 도전층을 노출시키는 컨택홀(140, 144, 148, 196)과, 제1 도전층을 노출시키는 컨택홀(142, 146, 150, 194)은 서로 독립적으로 형성되어 서로 다른 단차를 가짐에 따라 컨택 전극(132, 134, 136, 198)의 단선의 위험성이 커지게 된다.The contact holes 140, 144, 148, and 196 exposing the second conductive layer and the contact holes 142, 146, 150, and 194 exposing the first conductive layer are formed independently of each other to form different steps. The risk of disconnection of the
한편, 본 출원인 특허 출원 제2002-88323호로 선출원된 발명(이하, 선원 발명)에서 리프트-오프 공정을 적용하여 박막 트랜지스터 기판은 3마스크 공정으로 형성할 수 있는 방안을 제시한 바 있다. 선원 발명은 보호막 및 게이트 절연막을 관통하는 홀을 형성하는 공정과, 제3 도전층을 패터닝하는 공정을 리프트-오프 공정을 이용하여 하나의 마스크 공정으로 형성함으로써 마스크 공정수가 줄어들게 한다. 이에 따라, 선원 발명은 패터닝된 제3 도전층이 보호막 및 게이트 절연막에 홀 형성을 위한 포토레지스트 패턴이 없는 영역에만 형성됨으로써 그 홀내에서 보 호막과 경계를 이루게 되는 구조적인 특징을 갖는다. 이로 인하여, 선원 발명은 도 5a 및 도 5b와 같이 정전기 방지 소자 및 쇼팅바 영역에서 제1 및 제2 도전층을 노출시키는 컨택홀을 2개씩 형성하는 경우 컨택 전극으로 제1 및 제2 도전층을 연결할 수 없는 단점을 갖게 된다. On the other hand, in the invention (hereinafter, referred to as the invention of the invention), which was previously filed in the applicant's patent application No. 2002-88323, a thin-film transistor substrate has been proposed by forming a three-mask process by applying a lift-off process. The source invention reduces the number of mask processes by forming a hole penetrating the protective film and the gate insulating film, and a process of patterning the third conductive layer in one mask process using a lift-off process. Accordingly, the source invention has a structural feature in which the patterned third conductive layer is formed only in a region in which the photoresist pattern for forming holes is not formed in the protective film and the gate insulating film so as to be bounded by the protective film in the hole. Therefore, in the source invention, as shown in FIGS. 5A and 5B, when two contact holes exposing the first and second conductive layers are formed in the antistatic element and the shorting bar region, the first and second conductive layers are formed as contact electrodes. You will have the disadvantage of not being able to connect.
이러한 단점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판은 제1 및 제2 도전층을 노출시키는 컨택홀을 통합하여 형성한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 6 내지 도 19d를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.In order to solve these disadvantages, the thin film transistor substrate according to the embodiment of the present invention is formed by integrating contact holes exposing the first and second conductive layers. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 19D.
도 6은 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 정전기 방지 소자 및 쇼팅바 영역을 부분적으로 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅳ-Ⅳ'선, Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.6 is a plan view partially showing an antistatic element and a shorting bar region of a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a line IV-IV ′ and V-V ′ of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 6. It is sectional drawing cut along.
도 6 및 도 7에 도시된 정전기 방지 소자는 신호 라인, 즉 데이터 패드(255)와 데이터 라인을 연결하는 데이터 링크(258)와 접속된 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(200, 210, 220)를 구비한다. 6 and 7 may include first to third
제1 박막 트랜지스터(200)는 데이터 링크(258)와 접속된 제1 소스 전극(204)과, 그 제1 소스 전극(204)과 대향된 제1 드레인 전극(206)과, 그 제1 소스 및 드레인 전극(204, 206)과 반도체층(230, 264) 및 게이트 절연막(262)을 사이에 두고 중첩된 제1 게이트 전극(202)을 구비한다.The first
제2 박막 트랜지스터(210)은 상기 제1 소스 전극(204)과 접속된 제2 소스 전극(214)과, 그 제2 소스 전극(214)과 대향된 제2 드레인 전극(216)과, 그 제2 소스 및 드레인 전극(214, 216)과 반도체층(230, 264) 및 게이트 절연막(262)을 사이에 두고 중첩된 제2 게이트 전극(212)을 구비한다. 여기서, 제2 게이트 전극(212)은 제1 컨택홀(240) 내에 형성된 제1 컨택 전극(232)을 통해 제2 소스 전극(214)과 접속된다. 다시 말하여, 제1 컨택 전극(232)은 보호막(266) 및 게이트 절연막(262)을 관통하여 제2 게이트 전극(212)과, 그에 인접한 제2 소스 전극(214)의 일부를 동시에 노출시키는 제1 컨택홀(240) 내에 형성되어 제2 게이트 전극(212) 및 소스 전극(214)을 접속시킨다.The second
제3 박막 트랜지스터(220)은 상기 제1 드레인 전극(206)과 접속된 제3 소스 전극(224)과, 그 제3 소스 전극(224)과 대향된 제3 드레인 전극(226)과, 그 제2 소스 및 드레인 전극(224, 226)과 반도체층(230, 264) 및 게이트 절연막(262)을 사이에 두고 중첩된 제3 게이트 전극(222)을 구비한다. 여기서, 제3 드레인 전극(226)은 제2 드레인 전극(216)과 접속되며, 제2 컨택홀(144) 내에 형성된 제2 컨택 전극(234)을 통해 제1 게이트 전극(202)과도 접속된다. 다시 말하여, 제2 컨택 전극(234)은 보호막(266) 및 게이트 절연막(262)을 관통하여 제2 드레인 전극(226)과, 그에 인접한 제1 게이트 전극(202)의 일부를 동시에 노출시키는 제2 컨택홀(244) 내에 형성되어 제2 드레인 전극(226) 및 제1 게이트 전극(202)를 접속시킨다. 그리고, 제3 게이트 전극(212)은 제3 컨택홀(148) 내에 형성된 제3 컨택 전극(236)을 통해 제3 소스 전극(224)과 접속된다. 다시 말하여, 제3 컨택 전극(236)은 보호막(166) 및 게이트 절연막(262)을 관통하여 제3 소스 전극(224)과, 그에 인접한 제3 게이트 전극(222)의 일부를 동시에 노출시키는 제3 컨택홀(248) 내에 형성되어 제3 소스 전극(224) 및 게이트 전극(222)을 접속시킨다.The third
이러한 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(200, 210, 220)에서 게이트 전극(202, 212, 222)은 기판(260) 위의 제1 도전층(게이트 금속층)으로, 소스 전극(204, 214, 224) 및 드레인 전극(206, 216, 226)은 반도체층(230, 264) 위의 제2 도전층(소스/드레인 금속층)으로 형성되며, 컨택 전극(232, 234, 236)은 보호막(266) 위의 제3 도전층(투명 조전층 또는 Ti)으로 형성된다In the first to third
데이터 패드(255)는 게이트 절연막(262) 위에 형성된 제2 도전층의 데이터 하부 전극(252)과, 보호막(266)을 관통하는 제5 컨택홀(254)을 통해 데이터 하부 전극(252)과 접속된 제3 도전층의 데이터 패드 상부 전극(256)을 구비한다. The data pad 255 is connected to the data
그리고, 데이터 패드(255)는 박막 트랜지스터 기판 제조 이후 신호 검사를 위하여 비표시 영역에 형성된 오드 및 이븐 쇼팅바(291, 292)와 접속된다. 오드 쇼팅바(291)는 다수의 오드 데이터 패드(255)와 공통 접속되고, 이븐 쇼팅바(292)는 다수의 이븐 데이터 패드(255)와 공통 접속된다. The data pad 255 is connected to the odd and even shorting
오드 쇼팅바(291)는 오드 데이터 패드 하부 전극(252)과 각각 접속된 오드 수직부(291B)와, 다수의 오드 수직부(291B)와 공통 접속된 오드 수평부(291A)로 구성된다. 이러한 오드 쇼팅바(291)은 데이터 패드 하부 전극(252)과 동일한 제2 도전층으로 형성된다.The
이븐 쇼팅바(292)는 이븐 데이터 패드 하부 전극(252)과 각각 접속된 이븐 수직부(292B)와, 다수의 이븐 수직부(292B)와 공통 접속된 이븐 수평부(292B)로 구 성된다. 여기서, 이븐 수직부(292B)는 데이터 패드 하부 전극(252)과 동일한 제2 도전층으로 형성되고, 오브 수직부(291B)를 가로지르는 이븐 수평부(291A)는 제1 도전층으로 형성된다. 이러한 이븐 수평부(292A) 및 수직부(292B)는 제4 컨택홀(194) 내에 걸쳐 형성된 제3 도전층의 제4 컨택 전극(298)을 통해 접속된다. 다시 말하여, 제4 컨택 전극(298)은 보호막(266) 및 게이트 절연막(262)을 관통하여 이븐 수직부(292B)와, 그에 인접한 이븐 수평부(292A)의 일부를 동시에 노출시키는 제4 컨택홀(294) 내에 형성됨으로써 이븐 수직부(292A) 및 수평부(292B)를 접속시킨다.The even shorting
여기서, 반도체층은 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(200, 210, 220) 각각에서 채널을 형성하는 활성층(230)과, 소스 전극(204, 214, 224) 및 드레인 전극(206, 216, 226)과의 오믹 접촉을 위하여 채널부를 제외한 활성층(230) 위에 형성된 오믹 접촉층(264)을 구비한다. 그리고, 활성층(230) 및 오믹 접촉층(264)은 데이터 링크(258), 데이터 패드 하부 전극(252), 오드 쇼팅바(291), 이븐 쇼팅바(292)의 수직부(292B)를 포함하는 제2 도전층을 따라 형성된다.The semiconductor layer may include an
이와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판에서는 제1 내지 제4 컨택홀(240, 244, 248, 294)이 인접한 제1 및 제2 도전층을 동시에 노출시키도록 형성됨으로써 그 컨택홀(240, 244, 248, 294) 내에 각각 형성되는 컨택 전극(232, 234, 236)을 통해 제1 및 제2 도전층을 접속시킬 수 있게 된다. 이 경우, 제1 내지 제4 컨택홀(240, 244, 248, 294)은 순차적으로 제2 도전층, 반도체층, 제1 도전층을 노출시켜 단차를 감소시킴으로써 컨택 전극(232, 234, 236)의 단선 위험을 방지할 수 있게 된다. 이러한 컨택 전극(232, 234, 236)은 데이터 패드 상부 전극(254)과 함께 보호막(266) 및 게이트 절연막(262)의 패터닝시 이용된 포토레지스터 패턴을 제거하는 리프트-오프(Lift-off) 공정으로 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은 다음과 같이 3마스크 공정으로 형성될 수 있게 된다. As described above, in the thin film transistor substrate according to the present invention, the first to fourth contact holes 240, 244, 248, and 294 are formed to simultaneously expose adjacent first and second conductive layers, thereby contacting the contact holes 240 and 244. And the first and second conductive layers may be connected through the
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이다.8A and 8B illustrate a plan view and a cross-sectional view for describing a first mask process in a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
제1 마스크 공정으로 하부 기판(260) 상에 게이트 전극(202, 212, 222) 및 이븐 수평바(292)의 수평부(292A)를 포함하는 제1 도전 패턴이 형성된다.In the first mask process, a first conductive pattern including the
상세히 하면, 하부 기판(260) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 이어서, 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 제1 도전층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(202, 212, 222) 및 이븐 수평바(292)의 수평부(292A)를 포함하는 제1 도전 패턴이 형성된다. 여기서, 제1 도전층으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd), Cr/Al(Nd) 등이 이용된다.In detail, the gate metal layer is formed on the
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 10a 내지 도 10d는 제2 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위하 단면도들을 도시한 것이다.9A and 9B illustrate a plan view and a cross-sectional view for describing a second mask process in a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 10A to 10D illustrate the second mask process in detail. Figures below are shown.
우선, 상기 제1 도전 패턴이 형성된 하부 기판(260) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 전면적인 게이트 절연막(262)이 형성된다. 게이트 절연막(262)의 재료로는 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 이용된다.First, the entire
그리고, 제2 마스크 공정으로 게이트 절연막(262) 위에 적층된 활성층(230) 및 오믹 접촉층(264)을 포함하는 반도체 패턴과; 소스 전극(204, 214, 224), 드레인 전극(206, 216, 226), 데이터 링크(258), 데이터 패드 하부 전극(252), 오드 쇼팅바(191), 이븐 쇼팅바(292)의 수직부(292B)를 포함하는 제2 도전 패턴이 형성된다.A semiconductor pattern including an
상세히 하면, 도 10a와 같이 게이트 절연막(262) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 비정질 실리콘층(230A), n+ 비정질 실리콘층(264A), 제2 도전층(272)이 순차적으로 형성된다. 제2 도전층(272)으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd), Cr/Al(Nd) 등이 이용 된다. 이어서, 제2 도전층(272) 위에 포토 레지스트를 전면 도포한 다음 부분 노광 마스크인 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 도 10a와 같이 단차를 갖는 포토레지스트 패턴(270)이 형성된다. 이 경우, 제2 마스크로는 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 부분에서 회절 노광부(또는 반투과부)를 갖는 부분 노광 마스크를 이용한다. 이에 따라, 제2 마스크의 회절 노광부(또는 반투과부)와 대응하는 포토레지스트 패턴(270)은 제2 마스크의 투과부(또는 차단부)와 대응하는 포토레지스트 패턴(270) 보다 낮은 높이를 갖게 된다. 다시 말하여, 채널 부분의 포토레지스트 패턴(270)이 다른 소스/드레인 금속 패턴 부분의 포토레지스트 패턴(270) 보다 낮은 높이를 갖게 된다.In detail, as shown in FIG. 10A, an
이러한 포토레지스트 패턴(270)을 이용한 습식 식각 공정으로 제2 도전층(272)이 패터닝됨으로써 도 10b에 도시된 바와 같이 소스 전극(204, 214, 224), 그 소스 전극(204, 214, 224)과 일체화된 드레인 전극(206, 216, 226), 데이터 링크(258), 데이터 패드 하부 전극(252), 오드 쇼팅바(191), 이븐 쇼팅바(292)의 수직부(292B)를 포함하는 제2 도전 패턴이 형성된다. 그리고, 동일한 포토레지스트 패턴(270)을 이용한 건식 식각 공정으로 n+ 비정질 실리콘층(264A)과 비정질 실리콘층(230A)이 동시에 패터닝됨으로써 도 10b에 도시된 바와 같이 오믹 접촉층(264)과 활성층(230)이 상기 제2 도전 패턴을 따라 형성된 구조를 갖게 된다.As the second
그 다음, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 애싱(Ashing) 공정으로 도 10c에 도시된 바와 같이 상대적으로 낮은 높이를 갖는 채널 부분의 포토레지스트 패턴(270)은 제거되고, 다른 소스/드레인 금속 패턴 부분의 포토레지스트 패턴(270)은 높이가 낮아지게 된다. 이렇게 남아 있는 포토레지스트 패턴(270)를 이용한 건식 식각 공정으로 도 10c에 도시된 바와 같이 채널이 형성될 부분에서 제2 도전층 및 오믹 접촉층(264)이 식각됨으로써 소스 전극(204, 214, 224)과 드레인 전극(206, 216, 226)이 서로 분리되고 활성층(230)이 노출된다. 이에 따라, 소스 전극(204, 214, 224)과 드레인 전극(206, 216, 226) 각각의 사이에는 활성층(230)으로 이루어진 채널이 형성된다. Then, an ashing process using an oxygen (O 2 ) plasma removes the
그리고, 스트립 공정으로 제2 도전 패턴 부분에 남아 있던 포토레지스트 패턴(270)이 도 10d에 도시된 바와 같이 모두 제거된다.Then, all of the
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 12a 내지 도 12d는 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위하 단면도들을 도시한 것이다.11A and 11B illustrate a plan view and a cross-sectional view for describing a third mask process in a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 12A to 12D illustrate the third mask process in detail. Figures below are shown.
제3 마스크 공정으로 전면적인 보호막(266) 및 게이트 절연막(262)이 패터닝되어 컨택홀들(240, 244, 248, 294)이 형성되고, 데이터 패드 상부 전극(254)과 함께 컨택 전극(232, 234, 236, 298)을 포함하는 제3 도전 패턴이 형성된다. 이러한 제3 도전 패턴은 패터닝된 보호막(266)과 경계를 이루며 형성된다.In the third mask process, the
상세히 하면, 도 12a과 같이 제2 도전 패턴이 형성된 게이트 절연막(262) 상에 보호막(266)이 전면 형성된다. 보호막(266)의 재료로는 상기 게이트 절연막(262)과 유사한 무기 절연 물질이나, 유기 절연 물질이 이용된다. 그리고, 전면적인 보호막(266) 위에 제3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 도 12a와 같이 보호막(266)이 존재해야 하는 부분에 포토레지스트 패턴(280)이 형성된다.In detail, as shown in FIG. 12A, the
그 다음, 상기 포토레지스트 패턴(280)을 이용한 식각 공정으로 전면적인 보호막(266) 및 게이트 절연막(262)이 패터닝됨으로써 도 12b와 같이 제1 내지 제4 컨택홀들(240, 244, 248, 294)이 제5 컨택홀과 함께 형성된다. 제1 컨택홀(240)은 제2 소스 전극(214) 및 게이트 전극(212)을, 제2 컨택홀(244)은 제3 드레인 전극(226) 및 제1 게이트 전극(202)를, 제3 컨택홀(248)은 제3 소스 전극(224) 및 게이트 전극(222), 제4 컨택홀(294)은 이븐 쇼팅바(292)의 수평부(292A) 및 수직부(292B)를, 제5 컨택홀을 데이터 패드 하부 전극(152)을 노출시킨다.Subsequently, the
이어서, 도 12c와 같이 상기 포토레지스트 패턴(280)이 존재하는 박막 트랜지스터 기판 상에 제3 도전층(282)이 스퍼터링 등과 같의 증착 방법으로 전면 형성된다. 제3 도전층(282)으로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO), SnO2 등을 포함하는 투명 도전층이나, 내식성 및 높은 강도를 갖는 티타늄(Ti)이 이용된다.Subsequently, as shown in FIG. 12C, the third
그리고, 리프트-오프 공정으로 포토레지스트 패턴(280)과 그 위의 제3 도전층(282)이 함께 제거됨으로써 그 제3 도전층(282)이 패터닝된다. 이에 따라, 도 12d와 같이 제1 내지 제4 컨택홀(240, 244, 248, 248) 내에 각각 컨택 전극(232, 234, 236, 298)이 형성되고, 제5 컨택홀 내에 데이터 패드 상부 전극(254)가 형성된다. 이에 따라, 제1 컨택 전극(232)은 제2 소스 전극(214) 및 게이트 전극(212)을, 제2 컨택 전극(234)은 제3 드레인 전극(226) 및 제1 게이트 전극(202)를, 제3 컨택 전극(236)은 제3 소스 전극(224) 및 게이트 전극(222), 제4 컨택 전극(298)은 이븐 쇼팅바(292)의 수평부(292A) 및 수직부(292B)를, 제5 컨택홀을 데이터 패드 상하부 전극(152, 154)을 접속시킨다.The third
도 13은 발명의 다른 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 정전기 방지 소자 및 쇼팅바 영역을 부분적으로 평면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 박막 트랜지스터 기판을 Ⅵ-Ⅵ'선, Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a plan view partially showing an antistatic element and a shorting bar region of a thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment. FIG. 14 is a VI-VI 'line and a VIII-VIII line of the thin film transistor substrate shown in FIG. It is a cross-sectional view cut along the.
도 13 및 도 14에 도시된 박막 트랜지스터 기판은 도 6 및 도 7에 도시된 박 막 트랜지스터 기판과 대비하여 4마스크 공정으로 형성된 구조를 갖음에 따라 반도체층이 박막 트랜지스터 영역에만 형성된 걸 제외하고는 동일한 구성 요소들을 구비한다. 이에 따라, 중복되는 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The thin film transistor substrate shown in FIGS. 13 and 14 has a structure formed by a four mask process as compared to the thin film transistor substrates shown in FIGS. 6 and 7 except that the semiconductor layer is formed only in the thin film transistor region. With components. Accordingly, detailed description of overlapping components will be omitted.
도 13 및 도 14에 도시된 정전기 방지 소자의 제1 내지 제3 박막 트랜지스터(300, 310, 320)는 채널 형성을 위해 해당 영역에만 독립적으로, 즉 아이랜드형(Island Type)으로 형성된 활성층(308, 318, 328)을 구비한다. 이러한 활성층(308, 318, 328)과 소스 전극(304, 314, 324) 및 드레인 전극(306, 316, 326)과의 중첩부에는 오믹 접촉층(264)이 더 형성된다.13 and 14, the first to third
제1 컨택 전극(332)은 제1 컨택홀(340) 내에 형성되어 제2 게이트 전극(312) 및 소스 전극(314)을 접속시킨다. 제2 컨택 전극(334)은 제2 컨택홀(344) 내에 형성되어 제2 드레인 전극(326) 및 제1 게이트 전극(302)를 접속시킨다. 그리고, 제3 컨택 전극(336)은 제3 컨택홀(348) 내에 형성되어 제3 소스 전극(324) 및 게이트 전극(322)을 접속시킨다. 제4 컨택 전극(398)은 제4 컨택홀(394) 내에 형성됨으로써 이븐 수직부(392A) 및 수평부(392B)를 접속시킨다. 이러한 컨택 전극(332, 334, 336)은 데이터 패드 상부 전극(354)과 함께 보호막(366) 및 게이트 절연막(362)의 패터닝시 이용된 포토레지스터 패턴을 제거하는 리프트-오프(Lift-off) 공정으로 형성된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은 다음과 같이 4마스크 공정으로 형성될 수 있게 된다. The
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이다.15A and 15B illustrate a plan view and a cross-sectional view for describing a first mask process in a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
제1 마스크 공정으로 하부 기판(360) 상에 게이트 전극(302, 312, 322) 및 이븐 수평바(392)의 수평부(392A)를 포함하는 제1 도전 패턴이 형성된다. 다시 말하여, 하부 기판(360) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 제1 도전층이 형성되고, 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 제1 도전층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(302, 312, 322) 및 이븐 수평바(392)의 수평부(392A)를 포함하는 제1 도전 패턴이 형성된다.In the first mask process, a first conductive pattern including the
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다, 16A and 16B are plan and cross-sectional views illustrating a second mask process in the method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 제1 도전 패턴이 형성된 하부 기판(360) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 전면적인 게이트 절연막(362)이 형성된다. 그리고, 제2 마스크 공정으로 게이트 절연막(362) 위에 적층된 제1 내지 제3 활성층(308, 318, 328) 및 오믹 접촉층(364)을 포함하는 반도체 패턴이 형성된다. 다시 말하여, 게이트 절연막(362) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 비정질 실리콘층, n+ 비정질 실리콘층이 적층되고, 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 그 반도체층이 패터닝됨으로써 해당 박막 트랜지스터 영역에 제1 내지 제3 활성층(308, 318, 328) 및 오믹 접촉층(364)을 포함하는 반도체 패턴이 형성된다. First, the entire
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다, 17A and 17B are plan and cross-sectional views for describing a third mask process in the method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the embodiment of the present invention.
제3 마스크 공정으로 상기 반도체 패턴이 형성된 게이트 절연막(362) 상에 소스 전극(304, 314, 324), 드레인 전극(306, 316, 326), 데이터 링크(358), 데이터 패드 하부 전극(352), 오드 쇼팅바(391), 이븐 쇼팅바(392)의 수직부(392B)를 포함하는 제2 도전 패턴이 형성된다. 다시 말하여, 게이트 절연막(362) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 제2 도전층이 형성되고, 제3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정으로 제2 도전층이 패터닝됨으로써 소스 전극(304, 314, 324), 드레인 전극(306, 316, 326), 데이터 링크(358), 데이터 패드 하부 전극(352), 오드 쇼팅바(391), 이븐 쇼팅바(392)의 수직부(392B)를 포함하는 제2 도전 패턴이 형성된다.A
그리고, 상기 제2 도전 패턴을 마스크로 이용한 건식 식각 공정으로 소스 전극(304, 314, 324) 및 드레인 전극(306, 316, 326) 사이로 노출된 오믹 접촉층(364)이 제거됨으로써 해당 활성층(308, 318, 328)이 노출되게 한다.In addition, the
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 기판 제조 방법 중 제4 마스크 공정을 설명하기 위한 평면도 및 단면도를 도시한 것이고, 도 19a 내지 도 19d는 제3 마스크 공정을 구체적으로 설명하기 위하 단면도들을 도시한 것이다.18A and 18B illustrate a plan view and a cross-sectional view for describing a fourth mask process in a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 19A to 19D illustrate the third mask process in detail. Figures below are shown.
제3 마스크 공정으로 전면적인 보호막(366) 및 게이트 절연막(362)이 패터닝되어 컨택홀들(340, 344, 348, 394)이 형성되고, 데이터 패드 상부 전극(354)과 함께 컨택 전극(332, 334, 336, 398)을 포함하는 제3 도전 패턴이 형성된다.In the third mask process, the
구체적으로, 도 19a과 같이 제2 도전 패턴이 형성된 게이트 절연막(362) 상에 보호막(366)이 전면 형성된다. 그리고, 전면적인 보호막(366) 위에 제3 마스크 를 이용한 포토리쏘그래피 공정으로 도 19a와 같이 보호막(366)이 존재해야 하는 부분에 포토레지스트 패턴(370)이 형성된다.Specifically, as shown in FIG. 19A, the
그 다음, 상기 포토레지스트 패턴(370)을 이용한 식각 공정으로 전면적인 보호막(366) 및 게이트 절연막(362)이 패터닝됨으로써 도 19b와 같이 제1 내지 제4 컨택홀들(340, 344, 348, 394)이 제5 컨택홀과 함께 형성된다. 제1 컨택홀(340)은 제2 소스 전극(314) 및 게이트 전극(312)을, 제2 컨택홀(344)은 제3 드레인 전극(326) 및 제1 게이트 전극(302)를, 제3 컨택홀(348)은 제3 소스 전극(324) 및 게이트 전극(322), 제4 컨택홀(394)은 이븐 쇼팅바(392)의 수평부(392A) 및 수직부(392B)를, 제5 컨택홀을 데이터 패드 하부 전극(352)을 노출시킨다.Subsequently, the entire
이어서, 도 19c와 같이 상기 포토레지스트 패턴(370)이 존재하는 박막 트랜지스터 기판 상에 제3 도전층(372)이 스퍼터링 등과 같의 증착 방법으로 전면 형성된다. 제3 도전층(372)으로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO), SnO2 등을 포함하는 투명 도전층이나, 내식성 및 높은 강도를 갖는 티타늄(Ti)이 이용된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 19C, the third
그리고, 리프트-오프 공정으로 포토레지스트 패턴(370)과 그 위의 제3 도전층(372)이 함께 제거됨으로써 그 제3 도전층(372)이 패터닝된다. 이에 따라, 도 19d와 같이 제1 내지 제4 컨택홀(340, 344, 348, 348) 내에 각각 컨택 전극(332, 334, 336, 398)이 형성되고, 제5 컨택홀 내에 데이터 패드 상부 전극(354)가 형성 된다.The third
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법은 리프트-오프 공정을 적용하기 위하여 제1 및 제2 도전층을 노출시키는 컨택홀을 통합하여 형성하게 된다. 이에 따라, 해당 컨택홀 내에 형성되는 컨택 전극을 통해 노출된 제1 및 제2 도전층을 접속시킬 수 있음과 아울러 단차가 감소됨으로써 단선 위험을 방지할 수 있게 된다.As described above, the thin film transistor substrate and the manufacturing method thereof according to the present invention are formed by integrating contact holes exposing the first and second conductive layers in order to apply the lift-off process. Accordingly, the first and second conductive layers exposed through the contact electrode formed in the contact hole can be connected, and the step difference is reduced, thereby preventing the risk of disconnection.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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