KR100616714B1 - 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법 - Google Patents
콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100616714B1 KR100616714B1 KR1020030098855A KR20030098855A KR100616714B1 KR 100616714 B1 KR100616714 B1 KR 100616714B1 KR 1020030098855 A KR1020030098855 A KR 1020030098855A KR 20030098855 A KR20030098855 A KR 20030098855A KR 100616714 B1 KR100616714 B1 KR 100616714B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- forming
- hydrophilic
- contact hole
- hydrophobic pattern
- insulating material
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 39
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 30
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 14
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 11
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 8
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 8
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims description 4
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 3
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 33
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 abstract 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 abstract 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 abstract 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 33
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- OCLXJTCGWSSVOE-UHFFFAOYSA-N ethanol etoh Chemical compound CCO.CCO OCLXJTCGWSSVOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136231—Active matrix addressed cells for reducing the number of lithographic steps
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 공정이 단순한 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 박막 트랜지스터 제조시에 친수성 또는 소수성과 같은 물질의 특성을 이용하여 포토 공정을 사용하지 않고 콘택홀을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 절연막에 콘택홀을 형성하여 금속층과 금속층을 전기적으로 연결하는 데 있어서 사진 식각 공정없이 콘택홀을 형성함으로써 마스크를 저감하여 제조 비용을 절감할 뿐만 아니라 불량률을 낮추고 공정 시간을 줄여 제조 수율을 증가시키는 장점이 있다.
콘택홀, 소수성, 친수성, PDMS 몰드
Description
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터에 대한 단면도.
도 2는 종래 콘택홀 형성 방법을 보여주는 공정 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 어레이 기판에 대한 평면도.
도 4는 도 3에서 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 자른 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 과정을 도시한 공정 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터에서 콘택홀을 형성하는 과정을 보여주는 공정 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터를 제조하는 공정 중에서 금속막 상에 소수성 패턴을 형성하는 방법을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 콘택홀 형성 방법을 보다 구체적인 개념으로 보여주는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예를 보여주는 사진.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
310 : 절연 기판
321 : 게이트 배선 322 : 게이트 전극
330 : 게이트 절연막 341 : 액티브층
351, 352 : 오믹 콘택층 361 : 데이터 배선
362 : 소스 전극 363 : 드레인 전극
365 : 캐패시터 전극 370 : 보호층
371, 372 : 제 1 및 제 2 콘택홀 381 : 화소 전극
400, 500 : 기판 410, 510 : 제 1 금속막
411, 511 : 소수성 패턴 412 : 콘택홀
420 : 절연막 430 : 제 2 금속막
550 : PDMS 몰드
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 공정이 단순한 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 그 중 색 재현성 등이 우수한 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 활발하게 개발되고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 일면에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치는 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 현재 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정 표시 장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 하부의 어레이 기판에 화소 전극이 형성되어 있고 상부 기판인 컬러 필터 기판에 공통 전극이 형성되어 있는 구조로, 상하로 걸리는 기판에 수직한 방향의 전기장에 의해 액정 분자를 구동하는 방식이다. 이는, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상판의 공통 전극이 접지 역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정셀의 파괴를 방지할 수 있다.
여기서, 액정 표시 장치의 상부 기판은 화소 전극 이외의 부분에서 발생하는 빛샘 현상을 막기 위해 블랙 매트릭스(black matrix)를 더 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터에 대한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터는 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(122)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(122) 상부에는 게이트 절연막(130) 이 형성되어 있으며, 그 위에 액티브층(141)과 오믹 콘택층(151, 152)이 순차적으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 오믹 콘택층(151, 152) 위에 소스 전극(162), 게이트 전극(122)을 중심으로 소스 전극(162)과 마주 대하고 있는 드레인 전극(163)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 소스 및 드레인 전극(162, 163)은 보호층(170)으로 덮여 있으며, 상기 보호층(170)은 드레인 전극(163)을 드러내는 드레인 콘택홀(171, 172)을 가진다.
그리고, 상기 보호층(170) 상부에는 화소 전극(181)이 형성되어 있는데, 화소 전극(181)은 상기 드레인 콘택홀(171, 172)을 통해 드레인 전극(162)과 연결되어 있다.
여기서, 상기 드레인 콘택홀을 형성하는 공정을 도 2의 공정 순서도로 도시하였다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(200) 상에 금속막(210)이 형성되어 있다.
상기 금속막(210)은 일반적인 박막 트랜지스터에서 드레인 전극(도 1에서 162)이 될 수 있다.
그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 금속막(210) 상에 절연막(220)이 형성되며, 상기 절연막(220)은 도 1에서 언급한 바와 같은 보호층(도 170)에서 이 될 수 있다.
상기 절연막(220)에 콘택홀(231)을 형성하기 위하여 포토 공정을 진행하는 데, 이를 위하여 도 2c에 도시된 바와 같이 포토 레지스트 패턴(230)을 형성한다.
그리고, 상기 포토 레지스트 패턴(230)을 마스크로 하여 식각한 후, 상기 포토 레지스트 패턴(230)을 제거한다.
최종적으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 다른 금속막(225)을 증착하여 상기 콘택홀(231)에 의해서 서로 접촉될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 최종적으로 증착되는 다른 금속막(225)은 박막 트랜지스터에서 화소 전극(도 1에서 181)이 될 수 있다.
즉, 종래에는 금속과 금속 사이에 절연막이 있을 경우, 콘택홀을 형성하기 위하여 마스크를 이용하여 포토 공정을 이용하였다.
그러나, 이와 같은 포토 공정은 세정과 감광막의 도포, 노광 및 현상, 식각 등 여러 공정을 수반하고 있다.
따라서, 포토 공정을 한번만 단축해도 제조 시간이 상당히 많이 줄어들고, 제조 비용을 감소시킬 수 있으며 불량 발생율이 적어지므로, 마스크 수를 줄여 박막 트랜지스터를 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 제조시에 친수성 또는 소수성과 같은 물질의 특성을 이용하여 포토 공정을 사용하지 않고 콘택홀을 형성함으로써 제조 비용을 절감하고 간단한 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 콘택홀 형성 방법은, 친수성 기판 상에 소수성 패턴을 형성하는 단계와; 상기 기판 상에 친수성 절연 물질을 도포하는 단계와; 상기 친수성 절연 물질은 상기 소수성 패턴 상에 공동화 영역을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 절연 물질을 경화시키는 단계 이후에, 상기 친수성 절연 물질 상에 금속 물질을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 기판은 금속 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 절연 물질은 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol), 노볼락 레진(novolak resin), 감광제가 포함된 액상 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 계열 중에서 선택되어진 하나의 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 절연 물질의 농도는 1~30wt%의 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 절연 물질은 알코올 계열, 친수성 용매에 분산되는 무기 물질, 유기물/비유기물 하이브리드(organic/inorganic hybrid) 물질 중에서 선택되어진 하나의 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 절연 물질을 도포하는 방법은 디핑(dipping)법, 스핀 코팅(spin coating)법, 인쇄(printing)법 중에서 선택되어진 방법인 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 친수성 절연 물질 상에 형성되는 금속 물질은 공동화 영역에서 기판과 접촉하는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 기판 상에 형성되는 소수성 패턴은 UV를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 기판 상에 형성되는 소수성 패턴은 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 UV 조사시 섀도우 마스크를 사용하거나 스캐닝(scanning)방법을 이용하여 소수성 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 PDMS 몰드에는 패터닝된 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법은, 기판 위에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상에 액티브층, LDD층 및 소스 영역, 드레인 영역을 형성하는 단계와; 상기 소스 영역, 드레인 영역에 전기적으로 접속하는 소스 전극, 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극 표면에 소수성의 패턴을 형성하는 단계와; 상기 소수성의 패턴 상에 콘택홀을 형성하는 보호막을 형성하는 단계; 및 상기 드레인 전극과 상기 콘택홀에서 접속하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 드레인 전극 표면에 소수성의 패턴을 형성하는 단계에 있어서, 상기 드레인 전극 상에 UV를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 드레인 전극 표면에 소수성의 패턴을 형성하는 단계에 있어서, 상기 드 레인 전극 상에 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드를 스탬핑(stamping)하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 보호막은 친수성 절연 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 보호막은 디핑(dipping)법, 스핀 코팅(spin coating)법, 인쇄(printing)법 중에서 선택되어진 방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 어레이 기판에 대한 평면도이고, 도 4는 도 3에서 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치용 어레이 기판에서는 투명한 절연 기판(310) 위에 가로 방향을 가지는 게이트 배선(321)과, 게이트 배선(321)에서 연장된 게이트 전극(322)이 형성되어 있다.
상기 게이트 배선(321)과 게이트 전극(322) 상부에는 게이트 절연막(330)이 형성되어 있으며, 그 위에 액티브층(341)과 오믹 콘택층(351, 352)이 순차적으로 형성되어 있다.
그리고, 상기 오믹 콘택층(351, 352) 위에 게이트 배선(321)과 직교하는 데이터 배선(361), 데이터 배선(361)에서 연장된 소스 전극(362), 게이트 전극(322)을 중심으로 소스 전극(362)과 마주 대하고 있는 드레인 전극(363) 및 게이트 배선(321)과 중첩하는 캐패시터 전극(365)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 데이터 배선(361)과 소스 및 드레인 전극(362, 363), 그리고 캐패시터 전극(365)은 보호층(370)으로 덮여 있으며, 보호층(370)은 드레인 전극(363)과 캐패시터 전극(365)을 각각 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(371, 372)을 가진다.
상기 게이트 배선(321)과 데이터 배선(361)이 교차하여 정의되는 화소 영역의 보호층(370) 상부에는 화소 전극(381)이 형성되어 있는데, 화소 전극(381)은 제 1 및 제 2 콘택홀(371, 372)을 통해 각각 드레인 전극(362) 및 캐패시터 전극(365)과 연결되어 있다.
도 5a 내지 도 5e는 이러한 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 과정을 도시한 것이다.
여기서, 액정 표시 장치의 하부 기판인 어레이 기판은 박막을 증착하고 마스크를 이용하여 사진 식각하는 공정을 여러 번 반복함으로써 형성된다.
먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 기판(310) 상에 금속 물질을 증착하고 제 1 마스크를 이용하여 패터닝함으로써, 게이트 배선(321)과 게이트 전극(322)을 형성한다.
다음으로, 도 5b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(330)을 형성하고, 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 순차적으로 증착한 후, 제 2 마스크를 이용한 사진 식각(photolithography) 공정으로 액티브층(341)과 불순물 반도체층(353)을 형성한다.
이어서, 도 5c에 도시한 바와 같이, 금속 물질을 증착하고 제 3 마스크를 이용하여 패터닝함으로써, 데이터 배선(도 3의 361)과 소스 전극(362), 드레인 전극(363) 및 캐패시터 전극(365)을 형성하고, 소스 전극(362)과 드레인 전극(363) 사이에 드러난 불순물 반도체층(353)을 식각하여 오믹 콘택층(351, 352)을 완성한다.
여기서, 상기 소스 전극(362)과 드레인 전극(353)을 형성하는 금속 물질은 친수성을 띄고 있으며, 제 1, 2 콘택홀(371, 372)을 형성해야 하는 부분을 소수성을 띄도록 하기 위하여 소정의 처리를 하여 소수성 패턴(399)을 형성한다.
이때, 상기 소수성 패턴을 형성하기 전에, 상기 금속 물질의 친수성 성질을 더욱 강화하기 위하여 산소 플라즈마(O2 plasma) 처리를 할 수 있다.
상기 친수성의 금속 물질을 소수성으로 변환시키는 방법으로는 소수성 패턴(399)을 형성해야 하는 부분에 UV 레이저를 쏘이거나, 패터닝되어 요철을 가지는 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드를 이용하여 접촉시키면 상기 금속 물질의 표면은 친수성 성질에서 소수성의 성질을 띄게 된다.
이와 같은 원리는 금속 표면에서 친수성을 띄도록 하는 OH-기가 UV 레이저, PDMS 몰드에 의해서 떨어지거나 치환되기 때문이다.
그리고, 도 5d에 도시한 바와 같이, 보호층(370)을 증착하는데, 상기 보호층(370)은 기본적으로 친수성의 절연 물질을 사용하게 된다.
상기 친수성의 절연 물질로는 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol), 노볼락 레진(novolak resin), 알코올 계열, 물과 같은 친수성 용매에 분산되는 무기물, 유기물/비유기물 하이브리드(organic/inoRganic hybrid), 감광제가 포함된 액상 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 계열 등이 있다.
여기서, 상기 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol), 노볼락 레진(novolak resin) 등의 고분자 물질의 농도는 1~30 wt% 범위에서 결정된다.
상기와 같은 친수성의 절연 물질은 디핑(dipping)시키거나, 스핀 코팅(spin coating)법을 이용하거나, 인쇄(printing) 방법을 이용하여 보호층으로 형성할 수 있게 된다.
이때, 상기 친수성의 절연 물질은 금속 물질 표면의 소수성을 띄고 있는 부분에서 서로 반발하게 되므로 공동화 영역이 발생하고, 이 공동화 영역에서 제 1, 2 콘택홀(371, 372)이 형성된다.
다음으로, 도 5e에 도시한 바와 같이, 투명 도전 물질을 증착하고 제 4 마스크를 이용하여 패터닝함으로써, 제 1 및 제 2 콘택홀(371, 372)을 통해 드레인 전극(363) 및 캐패시터 전극(365)과 접촉하는 화소 전극(381)을 형성한다.
이와 같이, 데이터 배선(361), 소스 전극(362), 드레인 전극(363), 캐패시터 전극(365) 등을 형성하는 금속 물질의 친수성 성질과 보호층(370)을 형성하는 친수성 절연 물질의 반발 특성을 이용하여 콘택홀을 형성함으로써 사진 식각 공정을 사용하지 않으므로 마스크 수를 절감하는 효과가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터에서 콘택홀을 형성하는 과정을 보여주는 공정 순서도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(400) 상에 제 1 금속막(410)이 형성되어 있다.
상기 제 1 금속막(410)은 일반적인 박막 트랜지스터에서 드레인 전극이 될 수 있으며, 상기 제 1 금속막(410)의 표면은 친수성의 성질을 띄고 있다.
여기서, 상기 제 1 금속막(410)에서 콘택홀을 형성할 부분에 UV 소스(source)를 이용하여 레이저를 조사하여 소수성 패턴(411)을 형성한다.
이때, UV를 원하는 부분에만 선택적으로 조사하기 위하여 섀도우 마스크(shadow mask)를 이용할 수 있으며, 스캐닝(scanning) 방법을 이용하여 원하는 부분에만 조사할 수도 있다.
이와 같이, UV 처리된 제 1 금속막(410)의 부분은 소수성을 띄게 된다.
이어서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 금속막(410) 상에 절연막(420)을 형성한다.
상기 절연막(420)은 친수성의 절연 물질로 이루어지며 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol), 노볼락 레진(novolak resin), 알코올 계열, 물과 같은 친수성 용매에 분산되는 무기물, 유기물/비유기물 하이브리드(organic/inorganic hybrid), 감광제가 포함된 액상 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 계열 등이 있다.
상기와 같은 절연막(420)은 친수성의 절연 물질을 디핑(dipping)시키거나, 스핀 코팅(spin coating)법을 이용하거나, 인쇄(printing) 방법을 이용하여 형성할 수 있게 된다.
이때, 상기 친수성의 절연 물질은 제 1 금속막(410) 표면의 소수성 패턴(411)에서 서로 반발하게 되므로 공동화 영역이 발생하고, 이 공동화 영역에서 콘택홀(412)이 형성된다.
최종적으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 절연막(420) 상에 제 2 금속막(430)을 증착한다.
그러면, 상기 절연막(420)에 형성된 콘택홀(412)을 통해서 제 1 금속막(410)과 제 2 금속막(430)이 콘택하게 되어 전기적으로 연결된다.
도 7은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터를 제조하는 공정 중에서 금속막 상에 소수성 패턴을 형성하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 기판(500) 상에 제 1 금속막(510)이 형성되어 있다.
상기 제 1 금속막(510)은 일반적인 박막 트랜지스터에서 드레인 전극이 될 수 있으며, 상기 제 1 금속막(510)의 표면은 친수성의 성질을 띄고 있다.
여기서, 상기 제 1 금속막(510)에서 콘택홀을 형성할 부분에 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드(550)를 이용하여 소수성 패턴(511)을 형성한다.
상기 PDMS 몰드(550)를 제 1 금속막(510) 상에서 콘택홀을 형성해야 하는 부분과 접촉시키면 상기 제 1 금속막의 표면은 친수성 성질에서 소수성의 성질을 띄게 된다.
이와 같은 원리는 금속 표면에서 친수성을 띄도록 하는 OH-기가 UV 레이저, PDMS 몰드에 의해서 떨어지거나 치환되기 때문이다.
도 8은 본 발명에 따른 콘택홀 형성 방법을 보다 구체적인 개념으로 보여주 는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 절연막을 형성하는 기판과 도포하는 절연막 용액 사이의 계면 장력(interfacial tension)의 차이에 따라 콘택 특성이 달라지게 된다.
즉, 친수성과 친수성, 또는 소수성과 소수성끼리는 콘택 성질이 좋기 때문에 기판 위의 친수성 부분에 친수성 용액은 잘 퍼진다.
그러나, 친수성과 소수성은 서로 밀어내려는 성질이 강해서 위와 같이 친수성의 기판의 소수성 영역 위에서 친수성의 절연막 용액은 공동화 영역이 발생하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 일 실시예를 보여주는 사진이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 친수성 기판 상에 PDMS 몰드를 사용하여 소수성 패턴을 형성한 후, 친수성 절연 물질을 도포하였더니 상기 소수성 패턴 상에는 친수성 절연 물질과 소수성 패턴 사이의 반발력으로 인해 콘택홀이 형성되었다.
상기 콘택홀의 폭은 10㎛로 형성되었으며, 상기 친수성 절연 물질은 노볼락 레진(novolak resin)을 사용하였다.
상기 노볼락 레진은 에탄올(ethanol) 용액에서 노볼락 20wt%의 농도로 희석되어 사용된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사 상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 제조시에 친수성 또는 소수성과 같은 물질의 특성을 이용하여 콘택홀을 형성함으로써 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 절연막에 콘택홀을 형성하여 금속층과 금속층을 전기적으로 연결하는 데 있어서 사진 식각 공정없이 콘택홀을 형성함으로써 마스크를 저감하여 제조 비용을 절감할 뿐만 아니라 불량률을 낮추고 공정 시간을 줄여 제조 수율을 증가시키는 효과가 있다.
Claims (20)
- 친수성 기판 상에 소수성 패턴을 형성하는 단계와;상기 기판 상에 친수성 절연 물질을 도포하는 단계와;상기 친수성 절연 물질은 상기 소수성 패턴 상에 공동화 영역을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 소수성 패턴 상에 공동화 영역을 형성하는 단계 이후에,상기 친수성 절연 물질 상에 금속 물질을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 친수성 기판은 금속 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 친수성 절연 물질은 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol), 노볼락 레진(novolak resin), 감광제가 포함된 액상 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 계열 중에서 선택되어진 하나의 물질 인 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 4항에 있어서,상기 친수성 절연 물질의 농도는 1~30wt%의 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 친수성 절연 물질은 알코올 계열, 친수성 용매에 분산되는 무기 물질, 유기물/비유기물 하이브리드(organic/inorganic hybrid) 물질 중에서 선택되어진 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 친수성 절연 물질을 도포하는 방법은 디핑(dipping)법, 스핀 코팅(spin coating)법, 인쇄(printing)법 중에서 선택되어진 방법인 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 삭제
- 제 2항에 있어서,상기 금속 물질은 공동화 영역에서 상기 소수성 패턴이 형성된 친수성 기판과 접촉하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 친수성 기판 상에 형성되는 소수성 패턴은 UV를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 친수성 기판 상에 형성되는 소수성 패턴은 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 10항에 있어서,상기 UV 조사시 섀도우 마스크를 사용하거나 스캐닝(scanning)방법을 이용하여 소수성 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 PDMS 몰드에는 패터닝된 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 콘택홀 형성 방법.
- 기판 위에 게이트 전극을 형성하는 단계와;상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;상기 게이트 절연막 상에 액티브층, LDD층 및 소스 영역, 드레인 영역을 형성하는 단계와;상기 소스 영역, 드레인 영역에 전기적으로 접속하는 소스 전극, 드레인 전극을 형성하는 단계와;상기 드레인 전극 표면에 소수성의 패턴을 형성하는 단계와;상기 소수성의 패턴 상에 콘택홀을 형성하는 보호막을 형성하는 단계; 및상기 드레인 전극과 상기 콘택홀에서 접속하는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 드레인 전극 표면에 소수성의 패턴을 형성하는 단계에 있어서,상기 드레인 전극 상에 UV를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 드레인 전극 표면에 소수성의 패턴을 형성하는 단계에 있어서,상기 드레인 전극 상에 PDMS(polydimethysiloxane) 몰드를 스탬핑(stamping)하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 보호막은 친수성 절연 물질인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 17항에 있어서,상기 친수성 천연 물질은 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol), 폴리비닐페놀(polyvinylphenol), 노볼락 레진(novolak resin), 감광제가 포함된 액상 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 계열 중에서 선택되어진 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 17항에 있어서,상기 친수성 절연 물질은 알코올 계열, 친수성 용매에 분산되는 무기 물질, 유기물/비유기물 하이브리드(organic/inorganic hybrid) 물질 중에서 선택되어진 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 보호막은 디핑(dipping)법, 스핀 코팅(spin coating)법, 인쇄(printing)법 중에서 선택되어진 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030098855A KR100616714B1 (ko) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030098855A KR100616714B1 (ko) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050067833A KR20050067833A (ko) | 2005-07-05 |
KR100616714B1 true KR100616714B1 (ko) | 2006-08-28 |
Family
ID=37258453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030098855A KR100616714B1 (ko) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100616714B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100974887B1 (ko) * | 2007-12-17 | 2010-08-11 | 한국전자통신연구원 | 폴리머 보호막이 형성된 투명 박막 트랜지스터 및 이의제조 방법 |
-
2003
- 2003-12-29 KR KR1020030098855A patent/KR100616714B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050067833A (ko) | 2005-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7907226B2 (en) | Method of fabricating an array substrate for liquid crystal display device | |
JP3616584B2 (ja) | パターン形成方法及びそれを用いた表示装置の製造方法 | |
US6204081B1 (en) | Method for manufacturing a substrate of a liquid crystal display device | |
US6667792B2 (en) | Array substrate with identification mark on semiconductor layer and identification mark forming method thereof | |
KR100953652B1 (ko) | 유기 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법 | |
US20090053851A1 (en) | Organic thin film transistor array substrate and liquid crystal display including the same | |
KR20060133845A (ko) | 박막 트랜지스터 기판의 제조방법 및 이를 이용한 박막트랜지스터 기판 | |
KR20080010762A (ko) | 유기 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 | |
KR100803426B1 (ko) | 기판 및 그 제조 방법과 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
KR20050025812A (ko) | 패턴형성방법 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법 | |
US7179697B2 (en) | Method of fabricating an electronic device | |
KR101265217B1 (ko) | 유기 박막트랜지스터 기판 및 그 제조방법 | |
US20050001967A1 (en) | Liquid crystal display panel and fabricating method thereof | |
KR100652052B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
KR100616714B1 (ko) | 콘택홀 형성 방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터 제조방법 | |
KR100769162B1 (ko) | 액정표시소자 및 그 제조방법 | |
KR101211216B1 (ko) | 금속배선의 제조 방법, 이를 이용해 형성된 평판 표시장치 및 이의 제조 방법 | |
JP2987045B2 (ja) | 液晶パネル用基板とその製造方法 | |
KR101359916B1 (ko) | 가요성 표시 장치의 제조 방법 | |
KR100662787B1 (ko) | 유기 박막트랜지스터와 그 제조방법, 및 이를 이용한 액정표시소자의 제조방법 | |
KR101381204B1 (ko) | 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법 | |
KR101023292B1 (ko) | 액정표시장치 제조방법 | |
KR100736629B1 (ko) | 액정 표시 장치용 컬러필터 기판 및 그의 제조 방법 | |
KR100983593B1 (ko) | 액정표시소자의 제조방법 | |
KR101028940B1 (ko) | 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130619 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140630 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150728 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160712 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170713 Year of fee payment: 12 |