KR100577782B1 - 박막 트랜지스터 액정 표시 소자 - Google Patents

박막 트랜지스터 액정 표시 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 5-마스크 공정을 이용하는 경우, 데이터 라인의 단선문제를 효과적으로 방지할 수 있는 TFT -LCD를 제공한다.
본 발명에 따른 TFT-LCD는 절연기판 상에 매트릭스 형태로 배치된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부분에 배치되고, 게이트, 액티브층, 소오스 및 드레인을 구비한 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터가 구비된 기판 전면에 형성되고 상기 소오스를 노출시키는 제 1 콘택홀 및 상기 데이터 라인의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀을 구비한 패시배이션막과, 제 1 콘택홀을 통하여 상기 소오스와 콘택하면서 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 형성된 공간에 배치된 화소전극과, 제 2 콘택홀을 통하여 상기 데이터 라인과 콘택하는 리던던시 라인을 포함한다.

Description

박막 트랜지스터 액정 표시 소자{Thin film transistor-liquid crystal display device}
도 1은 종래의 7-마스크 공정에 의한 TFT-LCD를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5-마스크 공정에 의한 TFT-LCD를 나타낸 평면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
21 : 게이트 라인 22 : 액티브층
25 : 데이터 라인 25A, 25B : 소오스, 드레인
26 : 화소전극 26A : 리던던시 라인
C1, C2 : 콘택 100 : TFT
본 발명은 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 데이터 라인의 단선을 효과적으로 방지할 수 있는 5-마스크 공정에 의한 TFT-LCD에 관한 것이다.
일반적으로, 액티브 매트릭스형 액정표시(active matrix-type liquid crystal display; AM-LCD) 소자는 얇아서 다양한 표시장치에 사용된다. 이러한 AM- LCD 장치에서, 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 각 화소에 대한 스위칭 소자로서 제공되어, 개개의 화소전극들이 독립적으로 구동되기 때문에, 듀티(duty) 비의 감소에 기인하는 콘트라스트가 감소되지 않고, 또한 디스플레이 용량이 증가하여 라인수가 증가될 때에도 시야각이 감소되지 않는다.
도 1은 종래의 7-마스크 공정에 의한 TFT-LCD를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 유리와 같은 투명한 절연기판(미도시) 상에 게이트 라인 (11)과 데이터 라인(16)이 매트릭스 형태로 배치되고, 게이트 라인(11)과 데이터 라인(16)의 교차부분에 TFT(100)가 배치된다. 또한, 게이트 라인(11)과 데이터 라인(16)에 의해 형성된 공간에 ITO막으로 이루어진 화소전극(15)이 형성되고, TFT (100)는 게이트 라인(11), 액티브층(12), 에치스톱퍼(13), 데이터 라인(16)에서 돌출된 드레인(16B) 및 화소전극(15)과 직접 콘택하는 소오스(16A)를 포함한다. 또한, 데이터 라인(16) 하부에는 ITO막으로 이루어진 리던던시 라인(15A)이 데이터 라인 (16)과 직접 콘택되어 배치되어, 데이터 라인(16)이 단선되는 경우 이를 보상한다.
상기한 TFT-LCD의 제조방법을 살펴보면, 먼저 기판 상에 게이트 라인용 제 1 마스크를 이용하여 게이트 라인(11)을 형성하고, 기판 전면에 게이트 절연막(미도시)을 형성한다. 그런 다음, 에치스톱퍼용 제 2 마스크와 액티브용 제 3 마스크를 각각 이용하여 에치스톱퍼(13) 및 액티브층(12)을 형성하고, 패드 오픈용 제 4 마스크를 이용하여 게이트 절연막을 식각하여 패드를 오픈시킨다. 그리고 나서, 화소전극용 제 5 마스크를 이용하여 ITO막으로 화소전극(15) 및 리던던시 라인(15A)을 형성하고, 소오스/드레인용 제 6 마스크를 이용하여 데이터 라인(16) 및 소오스/드레인(16A, 16B)을 형성한다. 그 후, 기판 전면에 패시배이션막(미도시)을 형성하 고, 제 7 마스크를 이용하여 패드를 오픈시킨다.
한편, 제조비용을 감소시키고 장비의 효율을 높이기 위하여 상기한 7-마스크 공정 대신에 5-마스크 공정으로 TFT-LCD를 제조하는 방법이 사용되고 있다. 5-마스크 공정은 7-마스크 공정과는 다른 플로우로 공정을 진행하지만 7-마스크 공정 장비를 그대로 활용하면서 마스크 공정수를 감소시켰다.
그러나, 7-마스크 공정에서는 화소전극(15)을 형성하고 소오스/드레인(16A, 16B)을 형성한 후 패시배이션막을 형성하는 반면, 5-마스크 공정에서는 소오스/드레인을 형성하고 패시배이션막을 형성한 후 화소전극을 형성한다. 즉, 5-마스크 공정은 7-마스크 공정과 공정 순서 뿐만 아니라 공정 조건도 다르기 때문에, 기존의 7-마스크 공정장비를 이용하게 되면, 수율을 확보하는데 어려움이 있다.
예컨대, 7-마스크 공정에서는 패드 오픈 공정시, 게이트 절연막인 SiNx막의 단일막을 식각해야 하기 때문에, 건식식각만이 요구되는 반면, 5-마스크 공정에서는 패드 오픈 공정시, 게이트 절연막인 SiNx막과 패시배이션막인 SiON막의 이중막을 식각해야 하기 때문에, 건식식각뿐만 아니라 습식식각이 요구된다. 이에 따라, 5-마스크 공정에서는 소오스/드레인 및 데이터 라인이 손상을 받게 되어, 심한 경우 단선문제가 야기된다.
한편, 7-마스크 공정에서는 상기한 바와 같은 단선문제가 데이터 라인(16)과 직접 콘택하는 리던던시 라인(15A)에 의해 보상되지만, 5-마스크 공정에서는 데이터 라인과 화소전극 사이에 패시배이션막이 존재하기 때문에, 리던던시의 적용이 어려움으로 단선문제를 해결하기가 어렵다. 이에 따라, 소자의 수율이 저하된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 5-마스크 공정을 이용하는 경우, 데이터 라인의 단선문제를 효과적으로 방지할 수 있는 TFT -LCD를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정 표시 소자는 절연기판 상에 매트릭스 형태로 배치된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부분에 배치되고, 게이트, 액티브층, 소오스 및 드레인을 구비한 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터가 구비된 기판 전면에 형성되고 상기 소오스를 노출시키는 제 1 콘택홀 및 상기 데이터 라인의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀을 구비한 패시배이션막과, 상기 제 1 콘택홀을 통하여 상기 소오스와 콘택되게 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 영역의 상기 패시배이션막 상에 형성된 화소전극과, 상기 제 2 콘택홀을 통하여 상기 데이터 라인과 콘택되게 상기 패시배이션막 상에 상기 화소전극과 동일한 물질로 동일한 평면 상에 형성된 리던던시 라인을 포함한다.
또한, 화소전극 및 리던던시 라인은 ITO막으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 5-마스크 공정에 의한 TFT-LCD를 나타낸 평 면도이다.
도 2를 참조하면, 유리와 같은 투명한 절연기판(미도시) 상에 게이트 라인 (21)과 데이터 라인(25)이 매트릭스 형태로 배치되고, 게이트 라인(21)과 데이터 라인(25)의 교차부분에 TFT(100)가 배치된다. 또한, 게이트 라인(21)과 데이터 라인(25)에 의해 형성된 공간에 ITO막으로 이루어진 화소전극(26)이 형성되고, TFT (100)는 게이트 라인(21), 액티브층(22), 데이터 라인(25)에서 돌출된 드레인(26B)과, 패시배이션막(미도시)에 구비된 제 1 콘택홀(미도시)을 통하여 화소전극(26)과 콘택(C1)하는 소오스(25A)를 포함한다. 또한, 데이터 라인(25) 상부에는 패시배이션막에 구비된 제 2 콘택홀(미도시)을 통하여 콘택(C2)하고 화소전극(26)과 동일 평면상에 배치되며 ITO막으로 이루어진 리던던시 라인(26A)이 배치되어, 데이터 라인(25)이 단선되는 경우 이를 보상한다.
상기한 TFT-LCD의 제조방법을 살펴보면, 먼저 기판 상에 게이트 라인용 제 1 마스크를 이용하여 게이트 라인(21)을 형성하고, 기판 전면에 게이트 절연막(미도시)을 형성한다. 그런 다음, 액티브용 제 2 마스크를 이용하여 액티브층(22)을 형성하고, 소오스/드레인용 제 3 마스크를 이용하여 데이터 라인(25) 및 소오스/드레인(25A, 25B)을 형성한다. 바람직하게, 액티브층은 500 내지 10,000Å의 두께로 형성한다.
그 후, 기판 전면에 패시배이션막(미도시)을 형성하고, 제 4 마스크를 이용하여, 패시배이션막을 식각하여 소오스(25A)를 노출시키는 제 1 콘택홀을 형성함과 동시에 데이터 라인(25)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀을 형성한다. 이때, 도시 되지는 않았지만, 패드부분의 패시배이션막과 게이트 절연막을 식각하여 패드를 오픈시킨다. 또한, 제 2 콘택홀의 크기는 3 내지 15㎛가 되도록 한다. 그리고 나서, ITO막을 증착하고 화소전극용 제 5 마스크를 이용하여 제 1 콘택홀을 통하여 소오스(25A)와 콘택(C1)하는 화소전극(26)을 형성함과 동시에 제 2 콘택홀을 통하여 데이터 라인(25)과 콘택하는 리던던시 라인(26A)을 형성한다. 바람직하게, ITO막은 400 내지 2,000Å의 두께로 형성한다.
상기한 본 발명에 의하면, 5-마스크 공정을 이용한 TFT-LCD의 제조에서, 콘택홀 및 패드 오픈공정시 패시배이션막과 게이트 절연막을 식각할 때, 데이터 라인의 손상이 야기되어 단선문제가 야기되더라도, 데이터 라인과 콘택하는 ITO막으로 이루어진 리던던시 라인에 의해 이러한 단선문제가 보상된다. 이에 따라, 기존의 7-마스크 공정보다 마스크 공정수를 감소시키면서도 단선문제를 방지할 수 있으므로, 안정적 수율을 확보할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 절연기판 상에 매트릭스 형태로 배치된 게이트 라인 및 데이터 라인과,
    상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부분에 배치되고, 게이트, 액티브층, 소오스 및 드레인을 구비한 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터가 구비된 기판 전면에 형성되고 상기 소오스를 노출시키는 제 1 콘택홀 및 상기 데이터 라인의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀을 구비한 패시배이션막과,
    상기 제 1 콘택홀을 통하여 상기 소오스와 콘택되게 상기 게이트 라인과 데이터 라인에 의해 한정된 영역의 상기 패시배이션막 상에 형성된 화소전극과,
    상기 제 2 콘택홀을 통하여 상기 데이터 라인과 콘택되게 상기 패시배이션막 상에 상기 화소전극과 동일한 물질로 동일한 평면 상에 형성된 리던던시 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 화소전극 및 리던던시 라인은 ITO막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 ITO막의 두께는 400 내지 20,000Å인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 콘택홀의 크기는 3 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정 표시 소자.
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