KR100658068B1 - Method for manufacturing vertical tft lcd device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하프-톤 마스크를 이용한 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법은, 유리기판 상에 ITO막과 소오스 전극용 금속막을 차례로 증착하는 단계; 상기 소오스 전극용 금속막 상에, 픽셀 영역 및 소오스 전극 영역을 한정하며, 상기 픽셀 영역을 한정하는 제1 감광막 패턴의 두께 보다 상기 소오스 전극 영역을 한정하는 제2 감광막 패턴의 두께가 두꺼운 상기 제1 및 제2 감광막 패턴을 하나의 마스크를 사용하여 동시에 형성하는 단계; 상기 제1 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 상기 소오스 전극용 금속막 및 ITO막을 제1 식각하여 픽셀 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 감광막 패턴을 제거하고, 연속해서 제2 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 소오스 전극용 금속막을 제2 식각하여 소오스 전극을 형성하는 단계; 상기 소오스 전극 상에 오믹 콘택층과 드레인 전극을 동시에 형성하는 단계; 상기 드레인 전극과 이에 인접한 유리기판 부분 상에 채널층 및 절연막을 동시에 형성하는 단계; 및 상기 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device using a half-tone mask. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device, comprising: sequentially depositing an ITO film and a source electrode metal film on a glass substrate; The first photoresist having a thickness of a second photoresist pattern defining a pixel region and a source electrode region on the source electrode metal film, and having a thickness of a second photoresist pattern defining a source electrode region rather than a thickness of a first photoresist pattern defining a pixel region; And simultaneously forming the second photoresist pattern using one mask; Forming a pixel region by first etching the metal film for the source electrode and the ITO film using the first photoresist pattern as an etch barrier; Removing the first photoresist pattern, and subsequently etching second the source electrode metal film using the second photoresist pattern as an etch barrier to form a source electrode; Simultaneously forming an ohmic contact layer and a drain electrode on the source electrode; Simultaneously forming a channel layer and an insulating layer on the drain electrode and a portion of the glass substrate adjacent thereto; And forming a gate electrode on the insulating film.
Description
도 1a 내지 도 1d는 종래의 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional vertical thin film transistor liquid crystal display device.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도. 3A to 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20 : 유리기판 20: glass substrate
22 : 소오스 전극용 금속막 22a : 소오스 전극22: metal film for
23a : 제1 감광막 패턴 23b : 제2 감광막 패턴23a: first
24a : 오믹 콘택층 25a : 드레인 전극24a:
26 : 채널층 27 : 절연막26
28 : 게이트 전극28: gate electrode
본 발명은 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 하프-톤 마스크를 이용한 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device, and more particularly, to a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device using a half-tone mask.
일반적으로, 박막 트랜지스터 액정표시소자(Thin Film Transistor Liquid Display Device, 이하 TFT-LCD)의 제품에서 고접적화 및 Ion 전류를 향상시키기 위해 단채널 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 구조를 사용한다. 이 경우 여러 형태의 TFT 구조를 사용할 수 있는데, 그 중 수직형 TFT 구조를 사용하여 개구율을 증대시키고 채널 길이를 줄여 Ion 전류를 향상 시킬 수 있다. In general, a structure of a single channel amorphous silicon thin film transistor is used to improve high integration and ion current in a product of a thin film transistor liquid display device (hereinafter referred to as TFT-LCD). In this case, various types of TFT structures can be used. Among them, the vertical TFT structure can be used to increase the aperture ratio and reduce the channel length to improve the ion current.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 유리기판(10) 상부에 ITO막(11)을 증착한 후, 픽셀영역을 한정하는 감광막 패턴(도시되지 않음)을 형성한다. 그런다음, 상기 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 ITO막(11)을 식각하여 픽셀 영역을 형성한다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional vertical thin film transistor liquid crystal display device.
Referring to FIG. 1A, after the ITO
도 1b를 참조하면, 상기 결과물 상부에 소오스 전극용 금속막을 증착한 다음, 소오스 전극 영역을 한정하는 감광막 패턴(도시되지 않음)을 형성한 다음, 상기 감광막 패턴을 식각 장벽으로 소오스 전극용 금속막을 식각하여 소오스 전극(12)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, a metal film for a source electrode is deposited on the resultant, a photoresist pattern (not shown) defining a source electrode region is formed, and then the metal film for a source electrode is etched using the photoresist pattern as an etch barrier. The
도 1c를 참조하면, 소오스 전극이 형성된 유리기판(10) 상부에 두 개의 오믹 콘택용 n+ a-Si막 및 그 사이에 절연막을 개재하여 증착한다. 그런다음, 오믹 콘택 층 영역을 한정하는 감광막 패턴(도시되지 않음)을 형성한 다음, 상기 감광막 패턴을 식각 장벽으로 n+ a-Si막 및 절연막을 식각하여 오믹 콘택층(13)을 형성한다.Referring to FIG. 1C, two n + a-Si films for ohmic contacts and an insulating film are interposed therebetween on the
도 1d를 참조하면, 상기 오믹 콘택층(13)상부 및 유리기판(10) 상부의 소정부분에 a-Si막으로 구성된 채널층(14) 및 절연막(15)을 형성하고, 그 상부에 게이트 전극(16)을 형성하여 수직형 박막 트랜지스터를 형성한다.Referring to FIG. 1D, a channel layer 14 and an
그러나, 상기와 같은 수직형 박막 트랜지스터는 픽셀 영역, 소오스 진극, 오믹 콘택층, 채널층 및 게이트 전극을 차례로 형성하는데 최소 5마스크 공정 이상이 진행된다. 이러한 많은 공정 스탭은 생산량을 감소시키고 공정에 필요한 자재 및 시간ㅇ르 더 들여야하는 문제점이 있다.However, in the vertical thin film transistors, at least five mask processes are performed to sequentially form the pixel region, the source electrode, the ohmic contact layer, the channel layer, and the gate electrode. Many of these process staffs have the problem of reducing production and spending more material and time for the process.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 마스크 공정을 줄일 수 있는 수직형 박막 트랜지스터 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vertical thin film transistor that can reduce the mask process, which is devised to solve the above problems.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 유리기판 상에 ITO막과 소오스 전극용 금속막을 차례로 증착하는 단계; 상기 소오스 전극용 금속막 상에, 픽셀 영역 및 소오스 전극 영역을 한정하며, 상기 픽셀 영역을 한정하는 제1 감광막 패턴의 두께 보다 상기 소오스 전극 영역을 한정하는 제2 감광막 패턴의 두께가 두꺼운 상기 제1 및 제2 감광막 패턴을 하나의 마스크를 사용하여 동시에 형성하는 단계; 상기 제1 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 상기 소오스 전극용 금속막 및 ITO막을 제1 식각하여 픽셀 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 감광막 패턴을 제거하고, 연속해서 제2 감광막 패턴을 식각 장벽으로 하여 소오스 전극용 금속막을 제2 식각하여 소오스 전극을 형성하는 단계; 상기 소오스 전극 상에 오믹 콘택층과 드레인 전극을 동시에 형성하는 단계; 상기 드레인 전극과 이에 인접한 유리기판 부분 상에 채널층 및 절연막을 동시에 형성하는 단계; 및 상기 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of depositing an ITO film and a source electrode metal film on a glass substrate in sequence; The first photoresist having a thickness of a second photoresist pattern defining a pixel region and a source electrode region on the source electrode metal film, and having a thickness of a second photoresist pattern defining a source electrode region rather than a thickness of a first photoresist pattern defining a pixel region; And simultaneously forming the second photoresist pattern using one mask; Forming a pixel region by first etching the metal film for the source electrode and the ITO film using the first photoresist pattern as an etch barrier; Removing the first photoresist pattern, and subsequently etching second the source electrode metal film using the second photoresist pattern as an etch barrier to form a source electrode; Simultaneously forming an ohmic contact layer and a drain electrode on the source electrode; Simultaneously forming a channel layer and an insulating layer on the drain electrode and a portion of the glass substrate adjacent thereto; And forming a gate electrode on the insulating film.
상기 제1 감광막 패턴 및 제2 감광막 패턴은 하프-톤 방식을 이용한 하나의 마스크 공정으로 수행한다.The first photoresist pattern and the second photoresist pattern are performed by one mask process using a half-tone method.
또한, 상기 소오스 전극, 오믹 콘택층 및 드레인 전극을 제2 감광막 패턴을 이용하여 동시에 식각하는 것을 더 포함하여 형성한다.The method may further include simultaneously etching the source electrode, the ohmic contact layer, and the drain electrode using a second photoresist pattern.
상기 제1 감광막 패턴은 3000∼8000Å의 두께로 형성하고, 상기 제2 감광막 패턴은 2∼3㎛의 두께로 형성하는 것을 특징으로The first photosensitive film pattern is formed to a thickness of 3000 ~ 8000Å, and the second photosensitive film pattern is formed to a thickness of 2-3㎛
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 수직형 박막 트랜지스터의 액정표시소자의 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device of a vertical thin film transistor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 유리기판(20) 상부에 ITO막(21), 소오스 전극용 금속막(22)을 차례로 증착한다. 그런다음, 상기 결과물 상부에 픽셀 영역 및 소오스 전극 영역을 한정하는 제1 감광막 패턴(23a) 및 제2 감광막 패턴(23b)을 형성한다. 이때, 상기 픽셀 영역을 한정하는 제1 감광막 패턴(23a)의 두께 보다 상기 소오스 전극 영역을 한정하는 제2 감광막 패턴(23b)의 두께를 더 두껍게 하며, 이때, 이러한 제1 감광막 패턴(23a)과 제2 감광막 패턴(23b)은 하프-톤 방식을 이용하여 하나의 마스크를 사용해서 동시에 형성하며, 상기 제1 감광막 패턴(23a)은 3000∼8000Å의 두께로 형성하고, 상기 제2 감광막 패턴(23b)은 2㎛ 이상, 바람직하게, 2∼3㎛의 두께로 형성한다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 2A, an ITO
도 2b를 참조하면, 상기 제1 감광막 패턴을 식각 장벽으로 소오스 전극용 금속막(22)과 ITO막(21)의 소정부분을 제1 식각하여 픽셀영역(21a)을 형성한다. Referring to FIG. 2B, the
도 2c를 참조하면, 상기 픽셀 영역(21a)를 한정하는 제1 감광막 패턴(23a)를 제거하고, 상기 제2 감광막 패턴(23b)를 식각 장벽으로 소오스 전극용 금속막을 제2 식각하여 소오스 전극(22a)을 형성한다. 그런다음, 상기 제2 감광막 패턴을 제거한다. Referring to FIG. 2C, the first
다음으로, 도 2d를 참조하면, 상기 소오스 전극(22a)이 형성된 유리기판(20) 상부에 두 개의 오믹 콘택용 n+ a-Si막과 그 사이에 개재하는 절연막 및 드레인 전극용 금속막을 차례로 증착한 다음. 소오스 전극(22a) 상부를 덮도록 상기 드레인 전극용 금속막 및 두 개의 오믹 콘택용 n+ a-Si막과 그 사이에 개재하는 절연막을 패터닝하여 오믹콘택층(24a)층과 드레인 전극(25a)을 동시에 형성한다.Next, referring to FIG. 2D, two ohmic contact n + a-Si films, an insulating film interposed therebetween, and a drain electrode metal film are sequentially deposited on the
도 2e를 참조하면, 상기 드레인 전극(25a) 및 이에 인접한 유리기판 부분에 a-Si막으로 구성된 채널층(26)과 절연막(27)을 형성하고, 이어서, 그 상부에 게이트 전극(28)을 형성함으로써, 수직형 박막 트랜지스터를 형성한다.Referring to FIG. 2E, a
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 박막 트랜지스터 액정표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a를 참조하면, 유리기판(20) 상에 ITO막(21), 소오스 전극용 금속막(22), 그리고, 두 개의 오믹 콘택용 n+ a-Si막(24)을 그 사이에 절연막을 개재하여 증착한 다음, 드레인 전극용 금속막(25)을 증착한다. 그런다음, 상기 드레인 전극용 금속막(25) 상에 도 2a에서와 같이 하나의 하프-톤 마스크를 이용하여 서로 다른 두께를 갖는 제1 및 제2 감광막 패턴(23a, 23b)을 동시에 형성한다.
도 3b를 참조하면, 상기 드레인 전극용 금속막, 오믹 콘택용 n+ a-Si막 및 그 사이의 절연막, 소오스 전극용 금속막, 그리고, ITO막을 상기 제1, 제2 감광막 패턴을 식각 장벽으로 해서 차례로 식각하여 픽셀영역(21a), 소오스 전극(22a), 오믹 콘택층(24a) 및 드레인 전극(25a)을 형성한다.
이후, 도시하지는 않았으나, 도 2e에서와 같이 드레인 전극(25a) 및 이에 인접한 유리기판 부분에 채널층(26)과 절연막(27) 및 게이트 전극(28)을 차례로 형성함으로써 수직형 박막 트랜지스터를 형성한다.3A to 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a vertical thin film transistor liquid crystal display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 3A, an ITO
Referring to FIG. 3B, the drain electrode metal film, the ohmic contact n + a-Si film and the insulating film therebetween, the source electrode metal film, and the ITO film are formed by using the first and second photosensitive film patterns as etch barriers. Etching is performed sequentially to form the
Subsequently, although not shown, a vertical thin film transistor is formed by sequentially forming the
이상에서 자세히 설명한 바와같이, 하프-톤 마스크를 이용한 하나의 마스크 공정으로 수직형 박막 트랜지스터의 픽셀영역, 소오스 전극 및 드레인 전극을 차례로 형성할 수 있기 때문에, 기존의 마스크 공정 중 한 개 이상의 공정을 줄일 수 있어 공정 감소 및 단순화를 실현할 수 있다. As described in detail above, the pixel region, the source electrode, and the drain electrode of the vertical thin film transistor may be sequentially formed in one mask process using a half-tone mask, thereby reducing one or more of the existing mask processes. This can realize process reduction and simplification.
또한, 수직형 구조의 도입으로 인한 개구율 증대 및 Ion 전류를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to increase the aperture ratio and the ion current due to the introduction of the vertical structure.
아울러, 상기와 같은 공정의 감소로 자재비, 공정 시간 등의 감소 효과를 기대할 수 있다.In addition, the reduction of the process as described above can be expected to reduce the material cost, process time and the like.
기타, 본 발명의 요지에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
In addition, it can implement in various changes within the range which does not deviate from the summary of this invention.
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