KR100619160B1 - 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은, 투명성 절연기판 상에 소정의 금속막을 증착하고, 제1포토 공정으로 상기 금속막을 패터닝하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 투명성 절연기판의 전면 상에 투명 금속막을 증착하고, 제2포토 공정으로 상기 투명 금속막을 패터닝하여 상기 소오스 전극과 콘택되는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 단계까지의 결과물 상에 도핑된 비정질 실리콘층을 증착하는 단계; 상기 도핑된 비정질 실리콘층 상에 감광막을 도포한 상태에서, 상기 소오스 및 드레인 전극을 마스크로하는 후면 노광 공정 및 현상 공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 마스크로하는 식각 공정을 수행하여 상기 소오스 전극 및 드레인 전극 상에 오믹 콘택층을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 비도핑된 비정질 실리콘층과 절연막 및 소정의 금속막을 차례로 증착하고, 제3포토 공정으로 상기 금속막과 절연막 및 비도핑된 비정질 실리콘층을 패터닝하여 스태거형의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 및 상기 박막 트랜지스터가 형성된 유리기판의 상부에 감광성 유기막을 도포하고, 상기 박막 트랜지스터를 마스크로하는 노광 공정과 노광된 감광성 유기막에 대한 현상 공정을 수행하여, 상기 박막 트랜지스터만을 덮는 보호막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 유리기판 2a : 소오스 전극
2b : 드레인 전극 3 : 화소전극
4 : 오믹 콘택층 5 : 채널층
6 : 게이트 절연막 7 : 게이트 전극
8 : 보호막
본 발명은 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 3 마스크 공정을 이용한 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 액정표시장치(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display : 이하, TFT-LCD)는 경량, 박형 및 저소비 전력 등의 특성을 갖기 때문에, CRT(Cathode-ray tube)를 대신하여 각종 정보 기기의 단말기 또는 비디오 기기 등에 사용되고 있다. 또한, 상기 TFT-LCD는 응답 특성이 우수하고, 그리고, 고화소수에 적합하기 때문에 상기 CRT에 필적할만한 고화질 및 대형의 표시장치를 실현할 수 있다.
이러한 TFT-LCD는, 크게, TFT 및 화소전극이 구비된 TFT 어레이 기판, 컬러필터 및 상대전극이 구비된 컬러필터 기판 및 상기 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함하여 이루어진다.
한편, 상기와 같은 구조의 TFT-LCD를 제조함에 있어서, 그 제조 공정 수, 특히, TFT 어레이 기판의 제조 공정수를 감소시키는 것은 매우 중요하다. 이것은 TFT-LCD의 제조 비용과 시간을 낮추기 위한 것으로서, 상기한 제조 공정수의 감소는, 통상, 마스크 공정 수의 감소에 의해 실현되며, 최근의 TFT-LCD는 5∼7 마스크 공정을 통해 제조되고 있다.
한 예로, 탑 ITO 구조로 불리우는 TFT 어레이 기판 구조나, 또는, BCE 공정을 이용한 TFT 어레이 기판의 제조방법 등은 마스크 공정 수를 감소시키는 것에 의해 그 제조 비용 및 시간을 절감시킨 방법들이다.
그러나, 종래의 TFT-LCD의 제조방법은 제조 시간 및 비용의 절감을 위해 많은 공정 기술들이 적용되고 있고, 특히, 5 마스크 공정을 이용함으로써, 상당한 제조 시간 및 비용의 절감을 얻고는 있으나, 주지된 바와 같이, 마스크 공정은 그 자 체적으로 감광막의 도포, 노광 및 현상 공정과 식각 공정을 포함하며, 상기 노광 공정시에는 별도의 노광 마스크를 필요로하기 때문에, 상기 5 마스크 공정을 통해 제조된 TFT-LCD는 CRT에 비해서 여전히 그 제조 비용이 높고, 아울러, 제조 시간도 길기 때문에, 상기 CRT를 대신할 디스플레이 장치로서 이용하기에는 어려움이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, CRT에 필적한만한 제조 비용 및 제조 시간의 절감을 얻을 수 있는 TFT-LCD의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 TFT-LCD의 제조방법은, 투명성 절연기판 상에 제1 금속막을 증착하고, 제1 포토 공정으로 상기 금속막을 패터닝하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함한 투명성 절연기판의 상부에 투명 전도성의 제2 금속막을 증착하고, 제2 포토 공정으로 상기 제2 금속막을 패터닝하여 상기 소오스 전극과 콘택되는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 단계까지의 결과물 상에 도핑된 비정질 실리콘층을 증착하는 단계; 상기 도핑된 비정질 실리콘층 상에 감광막을 도포하고, 상기 소오스 및 드레인 전극을 마스크로 하는 후면 노광 공정 및 노광된 감광막에 대한 현상공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 마스크로하는 식각 공정으로 상기 도핑된 비정질 실리콘층을 식각하여 상기 소오스 전극 및 드레인 전극 상에 오믹 콘택층을 형성하는 단계; 상기 단계까지의 결과물 상에 비도핑된 비정질 실리콘층과 절연막 및 제 3 금속막을 차례로 증착하는 단계; 스태거형의 박막 트랜지스터가 형성되도록, 제3 포토 공정으로 상기 제 3 금속막과 절연막 및 비도핑된 비정질 실리콘층을 패터닝하여 각각 채널층과 게이트 절연막 및 게이트 전극으로 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터가 형성된 유리기판의 전면 상에 감광성 유기막을 도포하고, 상기 박막 트랜지스터를 마스크로 하는 노광 공정과 노광된 감광성 유기막에 대한 현상 공정을 차례로 수행하여, 상기 박막 트랜지스터만을 덮는 보호막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 3 마스크 공정을 통해 TFT-LCD를 제조할 수 있기 때문에, 기존의 5∼7 마스크 공정에 비해 제조 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 이에 따라, CRT를 대신할 디스플레이 장치로서 이용 가능하다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 실시예에 따른 TFT-LCD의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 여기서, 상기 도면들은 설명의 편의상 TFT 형성부에 대해서만 도시하였다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 투명성 절연기판, 예를 들어, 유리기판(1) 상에 Al 금속막, 또는, Mo/Al/Mo의 적층막으로 이루어진 소오스/드레인용 금속막을 증착하고, 제1포토 공정으로 상기 금속막을 패터닝하여 상기 유리기판(1) 상에 소오스 전극(2a) 및 드레인 전극(2b)을 포함한 데이터 라인(도시안됨)을 형성한다.
그런다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 소오스 및 드레인 전극(2a, 2b)이 형 성된 유리기판(1) 상에 ITO 금속막과 같은 투명 금속막을 증착하고, 제2포토 공정으로 상기 투명 금속막을 패터닝하여, 화소영역에 대응하는 유리기판 부분에 상기 소오스 전극(2a)과 콘택되는 화소전극(3)을 형성한다.
다음으로, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 단계까지의 결과물 상에 도핑된 비정질 실리콘층을 전면 증착한다. 그런다음, 상기 도핑된 비정질 실리콘층 상에 감광막(도시안됨)을 도포한 상태에서, 상기 감광막에 대해서 상기 소오스 및 드레인 전극(2a, 2b)을 노광 마스크로 사용하는 후면 노광 공정을 수행한 후, 이를 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 이어서, 상기 감광막 패턴을 마스크로하는 식각 공정을 통해 노출된 도핑된 비정질 실리콘층 부분을 식각함으로써, 상기 화소전극(3)의 일부분을 포함한 상기 소오스 전극(2a)과 상기 드레인 전극(2b) 상에 상기 도핑된 비정질 실리콘층으로 이루어진 오믹 콘택층(4)을 형성한다. 그리고나서, 식각 마스크로 사용된 상기 감광막 패턴을 제거한다.
여기서, 상기 오믹 콘택층(4)을 형성하기 위하여, 상기 감광막 패턴의 형성 및 식각 공정이 수행되기는 하지만, 상기 소오스 및 드레인 전극을 노광 마스크로 사용하기 때문에 별도의 노광 마스크는 필요치 않으며, 그래서, 제조 비용의 증가는 초래되지 않는다.
계속해서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 결과물의 전면 상에 비도핑된 비정질 실리콘층과 절연막 및 MoW과 같은 게이트용 금속막을 차례로 증착하고, 제3포토 공정으로 상기 적층막을 식각하여 채널층(5)과 게이트 절연막(6), 및 게이트 전극(7)을 포함한 게이트 라인(도시안됨)을 형성한다. 이때, 상기 적층막의 식각시에는 오믹 콘택층(4)도 함께 식각한다. 이 결과, 상기 유리기판(1)의 소정부에 스태거형(Staggered type)의 TFT가 형성된다.
그 다음, 도 1e에 도시된 바와 같이, 스태거형 TFT가 형성된 유리기판(1)의 전면 상에 아크릴수지 계열 또는 BCB(Benzo Cyclo Butyl) 계열의 감광성 유기막을 도포하고, 그런다음, 상기 TFT를 노광 마스크로하는 후면 노광 공정과 현상 공정을 수행하여, 상기 TFT만을 덮는 보호막(8)을 형성한다.
여기서, 상기 감광성 유기막의 노광시에는 상기 TFT를 노광 마스크로 사용하기 때문에, 상기 오믹 콘택층(4)의 형성과 마찬가지로, 별도의 노광 마스크는 추가되지 않으며, 이에 따라, 제조 비용의 증가는 초래되지 않는다.
이상에서와 같이, 본 발명은 3 마스크 공정을 통해 TFT-LCD를 제조하기 때문에, 5∼7 마스크를 이용하는 종래의 TFT-LCD의 제조 공정에 비해 그 제조 비용 및 시간을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 특히, CRT에 필적할만한 제조 비용 및 시간을 얻을 수 있기 때문에, 상기 CRT를 대신할 디스플레이 장치로서 이용 가능하다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
Claims (4)
- 투명성 절연기판 상에 제1 금속막을 증착하고, 제1 포토 공정으로 상기 금속막을 패터닝하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;상기 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함한 투명성 절연기판의 상부에 투명 전도성의 제2 금속막을 증착하고, 제2 포토 공정으로 상기 제2 금속막을 패터닝하여 상기 소오스 전극과 콘택되는 화소전극을 형성하는 단계;상기 단계까지의 결과물 상에 도핑된 비정질 실리콘층을 증착하는 단계;상기 도핑된 비정질 실리콘층 상에 감광막을 도포하고, 상기 소오스 및 드레인 전극을 마스크로 하는 후면 노광 공정 및 노광된 감광막에 대한 현상공정을 수행하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 마스크로하는 식각 공정으로 상기 도핑된 비정질 실리콘층을 식각하여 상기 소오스 전극 및 드레인 전극 상에 오믹 콘택층을 형성하는 단계;상기 단계까지의 결과물 상에, 비도핑된 비정질 실리콘층과 절연막 및 제 3 금속막을 차례로 증착하는 단계;스태거형의 박막 트랜지스터가 형성되도록, 제3 포토 공정으로 상기 제 3 금속막과 절연막 및 비도핑된 비정질 실리콘층을 패터닝하여 각각 채널층과 게이트 절연막 및 게이트 전극으로 형성하는 단계;상기 박막 트랜지스터가 형성된 유리기판의 전면 상에 감광성 유기막을 도포하고, 상기 박막 트랜지스터를 마스크로 하는 노광 공정과 노광된 감광성 유기막에 대한 현상 공정을 차례로 수행하여, 상기 박막 트랜지스터만을 덮는 보호막을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 오믹 콘택층을 형성하는 단계 후,식각 마스크로 사용된 감광막 패턴을 제거하는 단계를 추가로 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제3포토 공정시,상기 오믹 콘택층을 함께 식각하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 유기막은,아크릴 수지 계열 또는 BCB 계열의 막인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
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